Fisiología de La Membrana Celular

Fisiología de la Membrana Celular Uchasara Pamela Verme Andrea Vértiz Katherine Yuen Katherine

Introducción

La Célula -Unidad fundamental de estructura y función de todos los seres vivos. - Es un sistema sistema de membranas - Es un sistema sistema abierto

Cada célula está limitada por una membrana celular c elular que actúa para:

-Conservar la integridad estructural de la célula - Controlar Controlar el movimie movimiento nto se sustancias sustancias - Regular Regular interacciones interacciones entre las células células - Reconoce Reconoce mediante mediante receptores, antígeno antígenos s a células extrañas extrañas - Actúa como un interfaz interfaz entre el citoplasma citoplasma y el medio externo - Establece Establece sistemas sistemas de transporte transporte para moléculas específicas específicas - Transferir ransferir señales físicas o químicas químicas extracelulares extracelulares a fenómenos intracelulares

Micrografía

electrónica

-Plasmalema tiene alrededor de 7,5 nm de grosor  -Estructura trilaminar 

Cara P: superficie externa de la hojuela Interna 1.

2.

Cara E: superficie interna de la cara externa

Composición de la Membrana LÍPIDOS Fosfolípidos Los fosfolípidos son moléculas anfipáticas. Cabezas  Hidrofilicas Colas

son no polares, por lo cual presentan fobia por el agua ( Hidrofóbicas). 

Movimientos de los fosfolípidos

-Flip -Flip-- Flop Flop - Difusión Difusión Latera Laterall - Rota Rotaci ción ón - Flex Flexió ión n

Colesterol

Carbohidratos Los glúcidos de la membrana se presentan en forma de oligosacaridos. En todos los casos se encuentran encuentran unidos en forma covalente covalente a lípidos, constituy constituyendo endo glucolípidos, glucolípidos, o a proteínas, proteínas, constituyendo constituyendo las glucoproteín glucoproteínas as.

Proteínas 1.-

Proteínas integrales

Abarcan la

totalidad de la bicapa lipídica Región extracelular   aminoácidos hidr ofíli ofílicos Región inter mem membranal  aminoácidos hidr ofó ofóbicos Función: f ac acilitan paso de iones o moléculas específicas a través de la membrana

Proteínas integrales más numerosas en la cara P

2.- Proteínas periféricas Se

localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana u a otras proteínas integrales por enlaces de hidrógeno.

O tras proteínas - Canales: actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula - Transpor tadoras: son proteínas que cambian de forma, para dar paso a determinados productos - Receptor es: es: reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan, pueden identificar identif icar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la la función celular . La molécula que se une al receptor se llama ligando.

Enzimas:

pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones a en la superficie de la membrana Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citosol de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto.

Singer

& Nicholson, 1972

Transporte

a través de la membrana membrana celular

Transporte

pasivo



Difusión



Alta concentración concentración



No hay gasto de energía



baja

Transporte

pasivo

1. Difusión simple - Molécu Molécula lass pequeñ pequeñas as como O 2 , CO2 , N 2 pasan a través de los fosfolípidos de la membrana - No hay hay pro prote teín ínaa transportadora

Transporte

pasivo

2. Difusión facilitada - Difusi Difusión ón medi mediada ada por por trans transpor portad tador or - Moléc Molécula ulass como como iones, iones, prot proteín eínas, as, aminoácidos y azúcares - Necesi Necesitan tan prote proteína ína tran transpo sporta rtador doraa - Transporte selectivo

Difusión facilitada Las

moléculas utilizan proteínas de transporte para poder atravesar la membrana - Proteínas transportadoras o carrier - Proteínas canales o canales iónicos

Carrier   

Generalmente usadas por proteínas, azúcares y aminoácidos. Proteína sufre cambios conformacionales Transporte lento

Canales iónicos 

 

No se unen al soluto, sino forman poros hidrofílicos permitiendo el paso exclusivo de iones Transporte rápido No sufre cambios conformacionales Poros hidrofílicos Compuertas de abertura

Transporte   



activo

Baja concentración  Alta concentración Requiere de energía Necesita de una proteína de transporte Iones sodio, potasio, calcio, hierro, hidrógeno, etc.

Transporte

activo

1. Primario - En todas todas las las célu células las del organi organismo smo - Bomba Na /K /K  - Gasta ATP

Transporte

activo

2. Secundario o cotransporte - Transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membrana: glucosa y aminoácidos - Energí Energíaa deriv derivaa del del gradie gradiente nte de concentración de iones sodio de la membrana

Uniones Celulares

Tipos *Uniones

Oclusivas

*Uniones

de comunicación, tipo GAP o hendidura

*Uniones

de anclaje

-Uniones adherentes -Uniones focales -Desmosomas -Hemidesmosomas

Uniones Oclusivas 

Zona

Ocludens o Unión estrecha



Previene la adyacentes.



Previene la migración lateral especializadas de membrana.



Importante en las células especializadas en absorc rció ión ny secreción.

difusión

de moléculas entre células de

proteínas

ZONA OCLUDENS

*Zona

de contacto celular con uniones estrechas. *Se extiende en profundidad, 1 Qm. Forma un cinturón alrededor de la célula .

Uniones comunicantes De

nexo o hendidura. Facilitan la comunicación entre células.  Permiten la difusión selectiva de moléculas m oléculas entre células adyacentes. Se en cuentran en pequeño número en las celulas epiteliales adultas y en mayor número en la embriogénesis. Son importantes en células musculares cardiacas y lisas donde pasan señales implicadas en la contracción desde una célula a otra.

Las

membranas están atravesadas por cientos de partículas de contorno hexagonal denominada conexón. Conexón, Conexón, mide m ide 7.5nm de diámetro y sus centros equidistan 9nm. Conexón, Conexón, constituído por conexina (proteína de 30 KDa).

Uniones Anclantes Permiten

que las uniones estén fijas entre 2 células o entre una célula y la matriz extracelular . Dan estabilidad mecánica a los grupos de células epiteliales, permitiendo que funcionen como unidad cohesiva.

Puntos

de unión a filamentos de actina: -Uniones adherentes -Contactos -Contactos focales

Puntos

de unión a filamentos intermedios: -Desmosomas -Desmosomas -Hemidesmosomas -Hemidesmosomas

UNIONES ADHERENTES

Unen

una red de filamentos f ilamentos de actina entre células adyacentes, adyacentes, interviniendo proteínas especiales de membrana que son las moléculas de adhesión. 





Prot Proteí eína na de coro corona nacción ión (Cap (CapZ) Z):: - Forma una caperuza terminal en los fila filame ment nto os de acti actina na.. Actinina E: - Forman filamentos de 30x2 nm, que unen entre si los filamentos de actina. Vinculina: - Une los filamentos de actina y una proteína int integral de la membrana ana plas lasmát átiica.

Cateninas

E,  F, K: - Son proteínas globulares. -Unen las vinculinas a la cadher in ina de la membrana plasmática.

Placoglobina: - Una proteína de 83KDa. --Forma Forma parte del material denso de la placa de anclaje de filamentos. Cadher in ina E

o Uvomor ulin ulina: - Proteí Pro Proteína teína na de de membrana membran membrana a. - Sobresale en el espacio intercelular uniendo ambas células.

CONTACTO

FOCAL

 Anclan

filamentos de actina conteniendo actinina E, Cap y vinculina. 

No usan cateninas ni placoglobina.



Contienen la proteína Talina.

Ejemplo: Ejemplo:

fibro fib fibr fibrob robl obla blas last asto stos tos os s y las lla as célula cél célu célula ulas las s muscu mus muscula musc cula ulares lare res s lisas lisa lisas s

Z

DESMOSOMA (MACULA ADHERENS) Conectan

la red de filamentos intermedios de células adyacentes, adyacentes, aumentando la conección. Proporcionan

estabilidad mecánica a las células epiteliales expuestas a estrés de tensión.

Están

bien desarrolladas en epitelio plano estratificado

(piel). Proteínas

de la familia de las cadherinas se unen directamente por su lado extracelular . Por su lado citosólico se unen a los filamentos filam entos intermedios, queratinas, mediante proteínas de unión.

HEMIDESMOSOMAS Son

uniones célula- matr iz iz extracelular . Las integr in inas se unen por su lado extracelular a la laminina de la lámina basal y por su lado citosólico a los filamentos inter medios medios mediante proteínas de unión.

Potencial de Membrana y Potencial de Acción





A través de las membranas casi todas las células del organismo existen potenciales eléctricos. Células nerviosas y musculares: musculares:  ³excitables´ 

Potenciales de membrana creados por difusión

Na+

++ ++ ++ ++ ++

K+

------

[ Na +] extracelular > [ Na ] intracelular = difunde = > cargas + intracelulares

= pero, luego la difusion se frena por esas cargas (+) = POTENCIAL DE NERNST

El Potencial de Membrana depende de: Polaridad de la carga eléctrica de cada ión. Permeabilidad de la membrana para cada ión. [ ] de cada uno de los iones en el intra-extra celular.

Esos iones son:

Na+ K+ ClEl gradiente de [ ] de cada uno a través de la membrana determina el VOLTAJE del potencial de membrana.

Conceptos La

permeabilidad de los canales de Na y K  cambios Canales de Cl



no cambian

Cambios de permeabilidad para Na y K son importantes para la: TR ANSMISIÓN ANSMISIÓN DE LA SEÑAL A LOS NERVIOS. 

Potencial de reposo en la membrana de la Célula Nerviosa REPOSO

Cuando no están transmitiendo seña señalles=es=- 90 mv



*DIFUSIÓN

PASIVA DEL K: = - 94 mv mv



*DIFUSIÓN

PASIVA DEL Na: = + 61 mv



La combinación de ambos generan un POTENCIAL NETO de ± 86 mv



*BOMBA

Na-K: saca 3 Na+ y mete 2 K = contribuye con -4mv

El potencial de acción E TAPAS: *REPOSO:

la membrana está POLARIZA ARIZADA DA con con ± 90 mv

*DESPOLARIZACIÓN:

> per perme meab able le a Na Na Entr Entraa Na a la cél célul ulaa

*REPOLARIZACION:

< permeabilidad permeabilidad al K sale K al exterior .

Propagación del Impulso: Despolarización de la membrana en un punto produce: Electronegatividad  extracelular Electropositividad  intracelular Transmisión

de la onda de electronegatividad electronegatividad

Sinapsis

Cuando el impulso nervioso llega a la unión neuromuscular, ésta libera una sustancia sustanci a llamada Acetilcolina

La Acetilcolina

penetra la fibra muscular , a través de los Túbulos ³T´, hasta llegar  a la miofibr ill illa, momento en el cual la fibra muscular  libera el Calcio que tiene almacenado

El Calcio liberado en la fibra muscular se distribuye entre los filamentos de la miofibrilla

En el filamento de Actina se distinguen la Tropomiosina y la Troponina, mientras en el de

Miosina

el ATP.

El ATP libera una molécula m olécula de P, se produce un cambio conformacional en la cabeza de la miosina, por lo que aparece un movimiento que mueve a la actina, por acción de la miosina

Bibliografía 

  

KARP KARP Gera Geraldld- Biologi Biologiaa Celu Celular lar y Molecu Molecular lar-- Editor Editorial ial Mac Mac Grill Grill ±Cuart ±Cuartaa Edición. GUYTON- Fisio isiolo logí gíaa Méd Médic icaa- Cuar uarta Eición COOPER-, Geoffrey -La CélulaSegunda Edición GARTNER-Atlas Color de Histología