Está conformada por una bicapa lipídica, a lo largo de esta lámina se intercambian grandes moléculas de proteínas moleculares. La estructura de esta bicapa lipídica son moléculas de Fosfolípidos. Una parte de cada una de las moléculas de fosfolípidos es hidrosoluble o hidrofílica, mientras que la otra porción es soluble en grasas o hidrofóbica.
Porción Hidrofóbica:
Está compuesta por ácidos grasos (lípidos). Son repelidas por el agua, pero se atraen mutuamente entre sí, por lo que tienen una tendencia natural a alinearse unas al lado de otras en el centro de la membrana.
Porción Hidrofílica:
Es la porción fosfato de los fosfolípidos y cubren las dos superficies en contacto con el agua circundante.
La bicapa lipídica de la membrana es una barrera fundamental impermeable a las sustancias habitualmente hidrosolubles como los iones, la glucosa y la urea; por otro lado, las sustancias solubles en grasa, como el oxígeno, el dióxido de carbono y el alcohol, pueden atravesar la membrana con facilidad.
Existen 2 tipos de proteínas: las proteínas integrales y las periféricas, muchas de las cuales son glucoproteínas. Proporcionan canales estructurales (poros) a través de los cuales pueden difundir las sustancias hidrosolubles, en especial los iones, entre los líquidos extracelular e intracelular. Estos canales proteicos tienen además propiedades selectivas que determinan la difusión preferente de unas sustancias sobre otras.
Otras proteínas integrales actúan como proteínas transportadoras para llevar sustancias en sentido opuesto a su sentido natural de difusión, lo cual se denomina "transporte activo". Otras actúan como enzimas.
Proteínas Integrales y Proteínas Periféricas
Estas proteínas se encuentran siempre o casi siempre en la cara en la cara interna de la membrana y habitualmente están ancladas a una de las proteínas integrales. Estas proteínas periféricas funcionan casi exclusivamente como enzimas o como otro tipo de reguladores de la función intracelular.
PROTEÍNAS DE LA MEMBRANA CELULAR.
Los hidratos de carbono de la membrana se encuentran casi invariablemente combinados con proteínas y lípidos en forma de glucoproteínas y glucolípidos. De hecho, la mayoría de proteínas integrales son glucoproteínas y aproximadamente una décima parte de los lípidos de membrana son glucolípidos.
Las porciones "gluco" de dichas moléculas sobresalen prácticamente siempre hacia el exterior de la célula, quedando suspendidas por fuera de la superficie celular. Otros muchos compuestos hidrocarbonados denominados proteoglicanos, los cuales son principalmente sustancias hidrocarbonadas unidas por pequeños núcleos proteicos, también se encuentran débilmente anclados a la superficie externa de la célula.
Así pues, a lo largo de la superficie externa de la célula suele haber un revestimiento flotante de hidratos de carbono denominado glucocáliz.
Las moléculas de hidratos de carbono acopladas a la superficie externa de la célula desempeñan diversas funciones importantes:
Están cargadas negativamente, lo cual proporciona a la mayoría de las células una carga global negativa en su superficie que repele otros objetos con carga negativa.
El glucocáliz de algunas células se ancla al glucocáliz de otras, uniendo a estas entre sí.
Muchos de los hidratos de carbono actúan como receptores de sustancias para captar hormonas como la
insulina y de este modo activar las proteínas internas, las cuales a continuación activan una cascada de enzimas.
Participan en reacciones inmunitarias.
TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
La célula necesita expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del líquido extracelular, gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos de transporte son:
La difusión es la forma por la que las sustancias atraviesan la bicapa lipídica debido al movimiento continuo de las moléculas a lo largo de los líquidos o también en gases. El transporte pasivo no necesita de energía por parte de la célula, para mejorar el intercambio de materiales a través de la membrana celular. Existen dos tipos de difusión a través de la membrana celular que son:
Difusión Simple.
Es el movimiento cinético de moléculas o iones a través de la membrana sin necesidad de fijación con proteínas portadoras de la bicapa lipídica. Este tipo de transporte se puede realizar a través de mecanismos fisicoquímicos como la ósmosis, la diálisis y a través de canales o conductos que puede regirse por la permeabilidad selectiva de los diferentes conductos proteínicos y de los mecanismo de compuerta de los conductos proteínicos.
Difusión Facilitada.
También se llama difusión mediada por portador, porque la sustancia transportada de esta manera no suele poder atravesar la membrana sin unaproteína portadora específica que le ayude. Se diferencia de la difusión simple a través de conductos en que mientras que la magnitud de difusión de la difusión simple se incrementa de manera proporcional con la concentración de la sustancia que se difunde, en la difusión facilitada la magnitud de difusión se aproxima a un máximo, al aumentar la concentración de la sustancia.
TRANSPORTE PASIVO O DIFUSIÓN:
La ósmosis es el pasaje de líquido (agua) de un lugar de menor concentración de soluto a otra de mayor concentración de soluto, a fin de mantener la hemostasis o equilibrio.
La sustancia más abundante con diferencia que se difunde a través de la membrana celular es el agua. Es preciso recordar que a través de la membrana del eritrocito se difunde ordinariamente por segundo en ambos sentidos una cantidad de agua equivalente a unas 100 veces el volumen de la propia célula. Aun así, normalmente, la cantidad que se difunde en ambas direcciones está tan exactamente equilibrada que no se produce el mínimo movimiento neto de agua. Por tanto, el volumen de la célula permanece constante. Sin embargo, en ciertas condiciones, se puede desarrollar una diferencia de concentración para el agua a través de una membrana, al igual que se pueden producir diferencias de concentraciones para otras sustancias. Cuando ocurre esto, se produce un movimiento neto de agua a través de la membrana celular , lo cual hace que la célula se hinche o se contraiga, dependiendo de la dirección del movimiento neto. Este proceso de movimiento neto de agua causado por una diferencia de concentración de la misma se denomina ósmosis.
Presión Osmótica.
Es la fuerza que contrarresta el pasaje de agua de un lugar de menor concentración a otro de mayor concentración en solutos.
Es el transporte en el que el desplazamiento de moléculas a través de la membrana celular se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración o contra un gradiente eléctrico de presión (gradiente electroquímico), es decir, es el paso de sustancias desde un medio poco concentrado a un medio muy concentrado. Para desplazar estas sustancias contra corriente es necesario el aporte de energía procedente del ATP. Las proteínas portadoras del transporte activo poseen actividad ATPasa, que significa que pueden escindir el ATP para formar ADP o AMP con liberación de energía de los enlaces fosfato de alta energía.
Transporte Activo Primario (Antiport): "Bomba de Sodio y Potasio"
Se encuentra en todas las células del organismo, encargada de transportar iones sodio hacia el exterior de las células y al mismo tiempo bombea iones de potasio desde el exterior hacia el interior, lo que produce una diferencia de concentración de sodio y potasio a través de la membrana celular que genera un potencial eléctrico negativo dentro de las células, muy importante en el impulso nervioso.
Las concentraciones de los iones sodio (Na+) y potasio (K+) deben ser de: el sodio debe ser mayormente extracelular y el potasio debe ser mayormente intracelular, en condiciones normales y durante el periodo de reposo. Como ambos iones tienen carga positiva, le dan una carga al ambiente donde se encuentran; pero en realidad, el espacio extracelular tiene carga positiva, debido a la positividad del Na+, pero el espacio intracelular, tiene carga negativa debido a que hay mayor Na+ extracelular que K+ intracelular aunque este también sea positivo. Es decir, hay mas positividad afuera de la célula; además, las proteínas intracelulares tienen carga negativa, lo cual hace que intracelularmente haya una positividad menor que la extracelular, a tal grado que el espacio intracelular se considere negativo.
Por cada dos iones K+ que entran, salen tres Na+. Esto le devuelve su estado mayormente positivo al espacio extracelular. Estas cargas intra y extracelulares le dan a la membrana una polaridad, positiva en su cara extracelular y negativa en su cara intracelular.
Transporte Activo Secundario (Simport):
Es el transporte de sustancias muy concentradas en el interior celular como los aminoácidos y la glucosa, cuya energía requerida para el transporte deriva del gradiente de concentración de los iones sodio de la membrana celular.
Bomba de Calcio: Es una proteína de la membrana celular de todas las células eucariotas. Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el exterior de la célula, gracias a la energía proporcionada por la hidrólisis de ATP, con la finalidad de mantener la baja concentración de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menos que en el medio externo, necesaria para el normal funcionamiento celular. Se sabe que las variaciones en la concentración intracelular del Ca2+ se producen como respuesta a diversos estímulos y están involucradas en procesos como la contracción muscular, la expresión genética, la diferenciación celular, la secreción y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad de procesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de la concentración de Ca2+ en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de los mismos. Si el aumento de la concentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico producido conduce a la muerte celular.
POTENCIALES DE MEMBRANA
Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las membranas en todas las células. De las cuales:
· Las células nerviosas y musculares son AUTOEXCITABLES
· Es decir, son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos
· En sus membranas, y en muchos casos, de transmitir señales a
· Lo largo de las mismas.
POTENCIALES DE MEMBRANA CREADAS POR DIFUSIÓN
Normalmente hay potenciales eléctricos a través de las membranas en todas las células. De las cuales:
· Las células nerviosas y musculares son AUTOEXCITABLES
· Es decir, son capaces de autogenerar impulsos electroquímicos
· En sus membranas, y en muchos casos, de transmitir señales a
· Lo largo de las mismas.
POTENCIALES DE MEMBRANA CREADAS POR DIFUSIÓN
Cuando el potencial de membrana es generado por la por difusión de diferentes iones (por diferente permeabilidad a la 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 int-ext celular.
Esos iones son:
Na+ K+ Cl-
= desarrollan potenciales de membrana en membranas de células neuronales, musculares y nervios de conducción.
= el gradiente de [ ] de cada uno a través de la membrana determina el VOLTAJE del potencial de membrana
La permeabilidad de los canales de Na y K sufren cambios durante la conducción del impulso nervioso. Mientras que los canales de Cl. no cambian, por lo tanto los cambios de
permeabilidad para Na y K son importantes para la: TRANSMISIÓN DE LA SEÑAL A LOS NERVIOS.
Potencial de reposo en la membrana de la célula nerviosa
· De reposo: cuando no están transmitiendo señales = - 90 Mv
· Es producido por:
· DIFUSIÓN PASIVA DEL K: a través de un canal proteico = - 94 Mv
· DIFUSIÓN PASIVA DEL Na: a través de canales proteicos pero con menos permeabilidad que el K = + 61 Mv
La combinación de ambos genera un POTENCIAL NETO de – 86 Mv. Donde la bomba de sodio y potasio es:
BOMBA Na-K: Saca 3 Na+ y mete 2 K = - 90 Mv
El potencial de acción
Permite transmitir señales nerviosas en las células nerviosas que Son cambios rápidos del potencial de membrana = y que se desplaza a lo largo de la fibra nerviosa.
ETAPAS:
REPOSO: la membrana está POLARIZADA con – 90 MV
DESPOLARIZACIÓN: > permeab Na - entra Na a la cel - se positiviza el interior de la celula (porque el potencial de membrana disminuye a -50-70 Mv y se abren canales de Na por VOLTAJE)
REPOLARIZACION: < permeab K = sale K al ext = se negativiza el interior celular nuevamente.
Inicio del potencial de accion
Cualquier acontecimiento que aumente RÁPIDAMENTE el potencial
De membrana y sobrepase el UMBRAL alrededor de los – 65 Mv
Provocará que se abran los canales de Na (por voltaje) en forma PROGRESIVA y RECLUTANTE.
Propagación del potencial de acción
Es decir, un potencial de acción de un SEGMENTO EXCITABLE de la membrana puede excitar segmentos adyacentes = la PROPAGACIÓN DE LA DESPOLARIZACIÓN a lo largo de :
* la fibra nerviosa = impulso nervioso = POT ACC ( >1 para que la fibra muscular = impulso muscular = UMBRAL se de la propagacion) como un "FACTOR DE SEGURIDAD"
Todas las células tienen potencial de reposo (hepatocito) en base a una diferencia iónica dentro y fuera de la célula, pero no todas tienen capacidad dedesarrollar potenciales de acción.
Las células excitables (neuronas) poseen u potencial de reposo muy estable (entre -60 y -100 mV). En las células no excitables, el potencial de reposo es menos estable, pueden haber oscilaciones entre (-40 y -60 mV), está más despolarizado.
También se puede medir mediante la Ecuación de Goldman
Ecuación de Nernst. Ecuación de Golman reducida a un solo ión.
R = Constante general de los gases
T = Temperatura es grados kelvin
Z = valencia
F = constante de FaradaE = poder de equilibrio (calculado el potencial de Nerst es más aproximado el reposo de esa célula).
El potencial de reposo se debe principalmente a la permeabilidad a otros iones.
La contracción sincronizada de todas las células que están acopladas eléctricamente constituyendo el tejido cardíaco, genera la contracción sincrónica de cada una de las cámaras del corazón.
La contracción de cada célula está asociada a un potencial de acción.
Hay que tener en cuenta:
· Colocar un electrodo en el interior de la célula y otro en el exterior
· El potencial de reposo siempre es negativo. – 80 mv.
· El interior celular siempre es negativo
· La permeabilidad más importante durante el potencial de reposo en la de potasio
· También participan pero con muchísima menor permeabilidad otros iones como el sodio,
· También participan la bomba sodiopotásica electrogénica, intercambia iones,
3 moléculas de Na, por 2 moléculas de K, por cada molécula de ATP hidrolizada. De esta manera ese poquito sodio que se había perdido es devuelto al interior de la célula.
CONCEPTO DE POTENCIAL DE ACCIÓN BASES IÓNICAS
Todas las células poseen potencial de reposo pero no todas son capaces de generar un potencial de acción. Las células excitables que generan potenciales de acción son:
· Neuronas. Células nerviosas
· Células musculares. Músculo liso (vísceras internas, útero, uréteres e intestino), músculo estriado (músculo esquelético y del corazón)
· Célelas sensoriales. Preceptores de la vista y del oído
· Células secretoras. Glándulas salivares, parotida
· Células relacionadas con el sistema Endocrino. Adenohipófisis, islote de Langerhans (insulina)
No hay comentarios:
Publicar un comentario