Cuando Walt Whitman escribió que contiene “multitudes”, probablemente se refería al potencial personal. Pero es muy posible que el poeta estadounidense del siglo XIX se estuviera refiriendo a las células.
Las células son tanto la unidad biológica más pequeña que puede sobrevivir por sí sola como los componentes básicos que construyen todos los organismos vivos. Contienen instrucciones que pueden producir más de 200 tipos diferentes, cada uno con su propia función. Esas instrucciones contienen reglas sobre en qué tipo de células pueden dividirse.
Comprender los conceptos básicos: ¿Qué son las células?
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La comparación es acertada porque las células más jóvenes de un óvulo fertilizado pueden, de hecho, convertirse en multitudes, tanto en términos de número como de tipos. A menudo se les conoce como los componentes básicos de la vida.
Sin embargo, esa descripción puede ser demasiado simplista, dice Quyen AohProfesor asociado de biología en la Universidad Gannon en Erie, Pensilvania. Prefiere referirse a ellos como robots.
Como robots, todas las celulas contienen una membrana — una capa exterior que define la célula y contiene sus piezas. Esa capa es porosa, lo que permite que los nutrientes alimenten la célula y los desechos salgan de ella.
Dentro de la piel se encuentra el citoplasma, un área que contiene partes que mantienen al robot en funcionamiento. Esto incluye un marco llamado citoesqueleto que le da forma a la célula.
El centro de la célula contiene el núcleo, que actúa como el disco duro del robot. Ese disco duro contiene ADN, el código genético que le dice a cada célula qué hacer o qué ser.
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¿Cuántas células hay en el cuerpo humano?
Todos comenzamos como una sola célula, llamada cigoto, que se crea después de que el esperma fertiliza un óvulo.
El cigoto es la primera célula madre embrionaria (ES). Esta célula se considera “totipotente”, lo que significa que puede producir cualquier tipo de célula. Inicialmente, da lugar a más de lo mismo. “Cuando se enciende el robot, se da cuenta de que probablemente tendría más posibilidades de sobrevivir si tuviera algunos amigos, y así se aprovecha mejor”, dice Aoh.
Una vez que el embrión crece hasta alcanzar unas 32 células ES, comienzan a diferenciarse o producir tipos de células más diversas, cada una con su propia especialidad. “A medida que crece la población de robots, se dan cuenta de que sobrevivirían aún mejor si diferentes grupos de robots hicieran cosas diferentes en lugar de hacer todas las mismas cosas”, dice Aoh.
A medida que el embrión crece, produce cada vez más células especializadas, como sangre, tejidos y neuronas. Una vez que el embrión se convierte en adulto, alcanzará su máximo aproximadamente 36 billones de células en hombres y 28 billones en mujeres.
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¿Qué hace una célula?
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Cada célula está viva pero depende tanto de sí misma como de sus vecinas para sobrevivir. Una célula tiene muchas de las necesidades básicas de un organismo vivo más grande y complicado.
“Tiene que absorber nutrientes, tiene que construir cosas, tiene que mantenerlas, tiene que deshacerse de los desechos”, dice Aoh. “Tiene que poder comunicarse tanto dentro como fuera de la célula”.
La otra función principal de la célula es producir más células. La pregunta es cuándo, de qué tipo y cuántos.
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Explorando los diferentes tipos de células del cuerpo
Ahí es donde entra en juego el “software” del ADN de cada célula. Los genes (piezas individuales de “código” en el disco duro) contienen reglas sobre cómo y en qué puede convertirse cada uno. Por ejemplo, una vez que una célula se vuelve más especializada, ya no puede producir una célula ES.
Además, categorías amplias de células no pueden cambiar su trayectoria de desarrollo. Por ejemplo, una categoría de células que produce glóbulos puede producir glóbulos rojos o blancos, pero no puede dividirse arbitrariamente en células de la piel o neuronas. Esto también es cierto más adelante. Un glóbulo rojo no puede dividirse y formar glóbulos blancos, por ejemplo.
La diferenciación en tipos de células específicas es similar a los robots que crean una sociedad con una variedad de trabajadores especializados. Algunos se unen para hacer un trabajo. Así es como se forma un tejido particular.
Otros rompen y eligen un trabajo diferente. “Muy pronto, crearon una civilización robótica autosuficiente”, dice Aoh. “Lo sorprendente es que nunca tuvieron que cambiar la información de su disco duro para hacer todo esto. Simplemente alteraron su programación a medida que su civilización creció para usarla de manera más efectiva”.
Con el tiempo, esta “civilización” incluirá más de 200 tipos de células especializadas. Dependiendo del tipo, algunos “renuevan” más rápido que otros: esencialmente mueren y son reemplazados por sustitutos. La tasa de renovación difiere según el tipo y función de la célula. Por ejemplo, las células que recubren el intestino se reemplazan casi constantemente mientras luchan contra “invasores” como microbios intestinales en un ambiente hostil. Las células de la piel también se renuevan, pero no tan rápidamente como las del estómago, porque el nivel y la intensidad del “ataque” del entorno no son tan frecuentes ni tan graves.
En general, el número de células de cada tipo crece a medida que pasamos de la niñez a la edad adulta. Sin embargo, existen algunas excepciones contrarias a la intuición. Por ejemplo, nacemos con más neuronas de las que tenemos cuando llegamos a la edad adulta.
“Eso puede parecer algo realmente aterrador”, dice Aoh. “Pero una cosa que es realmente sorprendente acerca de las neuronas de nuestro cerebro es que nuestros cerebros descubren formas más eficientes de establecer conexiones entre las neuronas”.
En algún momento, las células dejan de poder diferenciarse en otros tipos de células y, finalmente, pierden la capacidad de dividirse.
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Cuando las células se vuelven rebeldes
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Sin embargo, hay excepciones. “Ocasionalmente, tienes un robot que funciona mal y decide que sería mejor por sí solo que con sus compañeros robots”, dice Aoh. “Pero como ya no funciona con todos, se convierte en una carga para todos los demás robots a medida que se replica más de sí mismo. Y pronto, esos robots difuntos comienzan a provocar que los robots buenos funcionen mal con más frecuencia de lo que se supone. Esto es cáncer”.
El cáncer es esencialmente división celular eso está fuera de control. Las celdas que DEBEN dividirse y crear más de su propio tipo, en lugar de eso, comienzan a crear un tipo de celda diferente. “Las células cancerosas de alguna manera son capaces de activar un programa que deberían haber desactivado”, dice Aoh. En cambio, su software esencialmente se ha corrompido y los nuevos tipos de células se dividen sin control.
Cada tipo de cáncer es causado por una combinación diferente de fallos. Esos fallos podrían incluir daños al ADN o mutaciones en genes que se supone que le dicen a las células que dejen de dividirse, entre otros. Por eso no existe una cura unificada para el cáncer. En cambio, los científicos están encontrando formas de combatir cada tipo, utilizando diferentes armas y enfoques.
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Antes de unirse a Discover Magazine, Paul pasó más de 20 años como periodista científico, especializándose en políticas de ciencias biológicas de EE. UU. y cuestiones de carreras científicas globales. Comenzó su carrera en periódicos, pero pasó a revistas científicas. Su trabajo ha aparecido en publicaciones como Science News, Science, Nature y Scientific American.