FISIOLOGIA DE LA MEMBRANA CELULAR

FISIOLOGIA DE LA MEMBRANA CELULAR

Contenido

INTRODUCCIÓN        3

MEMBRANAS CELULARES Y TRANSPORTE TRASNMEMBRANA DE SOLUTOS Y AGUA        4

EQUILIBRIOS IÓNICOS Y POTENCIALES DE MEMBRANA EN REPOSO        14

GENERACIÓN Y CONDUCCIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN        18

RECEPTORES DE MEMBRANA, SEGUNDOS MENSAJEROS Y VÍAS DE TRANSDUCCIÓN DE SEÑALES        22

CONCLUSIONES        25

BIBLIOGRAFÍA        26

anexos        27

INTRODUCCIÓN

La membrana plasmática o citoplasmática es una estructura laminar que engloba a las células, define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de éstas.

La composición de la membrana celular le confiere la propiedad de selectividad con la cual algunas sustancias van a pasar con mucha facilidad hacia el citoplasma, como otras se quedarán fuera por el tamaño de su molécula.

 Es importante también describir el potencial de acción que pueden desencadenar por la gradiente  de sus iones intracelulares y extracelulares.

La membrana plasmática cumple diferente e importantes funciones que le permiten mantener la homeostasis de la misma célula.

En el presente trabajo estudiaremos la fisiología de la membrana celular y la importancia que tiene esta parta llevar a cabo las funciones del cuerpo humano.

MEMBRANAS CELULARES Y TRANSPORTE TRASNMEMBRANA DE SOLUTOS Y AGUA

LAS MEMBRANAS DIVIDEN LA CÉLULA EN COMPARTIMIENTOS CON FUNCIONES BIOQUÍMICAS ESPECÍFICAS.

Las membranas son una barrera de permeabilidad de la célula permitiéndole mantener su composición diferente a la del liquido extracelular; contiene enzimas, receptores y antígenos para interactuar con otras células, hormonas y otros agentes reguladores del liquido extracelular. Las proteínas de la membrana interactúan con las del citoesqueleto y la matriz extracelular interviniendo en la traducción de señales.

Las membranas que engloban organelas dividen su célula en compartimientos independientes en el que se llevan a cabo procesos bioquímicos particulares en organelas especificas. Ejemplo: procesos de transporte de electrones y fosforilación oxidativa que se da sobre, dentro y a través de la membrana mitocondrial interna.

Las membranas celulares presentan características comunes, sin embargo de acuerdo a la función que realice su composición y estructura difiere una célula de otra.

La matriz de las membranas, constituida por una bicapa lipídica, es una barrera para la permeabilidad de la mayoría de las sustancias.

Las proteínas y los fosfolípidos son los constituyentes más abundantes de las membranas celulares. La bicapa fosfolipídica es responsable de las propiedades de permeabilidad pasiva de las membranas. Las sustancias que son muy hidrosolubles suelen atravesar la membrana muy lentamente; en cambio los compuestos no polares hidrófobos, la cruzan con mayor rapidez.

La mayoría de las membranas consisten en un “mosaico fluido” de fosfolípidos y proteínas.

El modelo del mosaico fluido explica la mayoría de las propiedades de las membranas biológicas. Los fosfolípidos se encuentran formando la bicapa y también encontramos proteínas de 2 clases: integrales o intrínsecas incrustadas en la bicapa de fosfolípidos y extrínsecas o periféricas, situadas en su superficie. La interacción de la proteína con la membrana se estabiliza mediante “anclajes” hidrofóbicos asociados covalentemente y se insertan en la bicapa lipídica (un ácido graso unido a la proteína que se intercala entre las cadenas de ácidos grasos). Las proteínas integrales presentan interacciones hidrófobas aun más extensas con el interior de la membrana.

Las membranas celulares son estructuras fluidas, los lípidos y proteínas pueden moverse sobre el plano de la membrana, el intercambio de estas moléculas de una monocapa a otra es infrecuente. Existe algunos casos en el que los componentes de la membrana no pueden difundirse libremente en el plano de esta, ejemplo de ello es el secuestro de los receptores de acetilcolina (proteína integral de membrana) en la placa motora terminal del musculo esquelético.

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LAS MEMBRANAS ESTÁN COMPUESTAS DE LÍPIDOS Y PROTEÍNAS

Los fosfolípidos y el colesterol constituyen los principales componentes lipídicos de las membranas.

Los fosfolípidos más abundantes son los que contienen colina: lecitinas (fosfatidilcolinas), y las esfingomielinas. Los siguientes en abundancia son los aminofosfolípidos: fosfatidilserina y fosfatidiletanolamina. Otros fosfolípidos importantes presentes son el fosfatidilglicerol, el fostatidilinositol y la cardiolipina.

En el proceso de transducción de señales a nivel celular participan determinados fosfolípidos como el bifosfato de fosfatidilinositol (IP3) y diacilglicerol. El IP3 se libera en el citosol, donde actúa sobre los receptores del retículo endoplasmático para provocar la liberación del Ca+2 almacenado, lo que afecta una gran diversidad de procesos celulares. El diacilglicerol permanece en la membrana plasmática, donde interviene, junto con el Ca+2, en la activación de la proteincinasa C, una proteína muy importante en la transducción de señales.

El colesterol es un constituyente fundamental de las membranas celulares, su núcleo esteroideo se encuentra paralelo a las cadenas de ácidos grasos de los fosfolípidos de membrana. Actúa como amortiguador de la fluidez de la membrana, su presencia mantiene un rango intermedio de fluidez de la región de cadenas de ácidos grasos de la bicapa de fosfolípidos en presencia de ciertos agentes, como los alcoholes y los anestésicos generales, que tienden a fluidificar las membranas biológicas.

Las porciones hidrocarbonadas orientadas hacia el exterior de los glucolípidos y las glucoproteinas actúan como receptores y antígenos.

A pesar de no ser abundantes los glucolípidos desempeñan importantes funciones. La parte de hidratos de carbono se encuentra en la cara externa de la membrana y suelen actuar como receptor o antígeno.

Los fosfolípidos se distribuyen asimétricamente entre las monocapas lipídicas interna y externa de la membrana.

Los componentes lipídicos en la bicapa no se distribuyen uniformemente. Los glucolípidos se ubican casi de forma exclusiva en la monocapa externa de la membrana. Los fosfolípidos también se distribuyen asimétricamente en las monocapas interna y externa, en la membrana de los eritrocitos por ejemplo la monocapa externa posee una mayor proporción de fosfolípidos que contienen colina por el contrario la monocapa interna alberga una mayoría de aminofosfolípidos.

Las proteínas de membrana son enzimas, transportadores y receptores

La composición proteica de las membranas puede ser simple o compleja. Las membranas funcionalmente especializadas del retículo sarcoplásmico del musculo esquelético y los discos del segmento externo de la capa de bastones de la retina contienen solamente unas pocas proteínas diferentes. Por el contrario, las membranas celulares, que realizan muchas funciones, pueden tener más de 100 constituyentes proteicos distintos. Las proteínas de membrana incluyen enzimas, proteínas transportadoras y receptoras para hormonas y neurotransmisoras.

Las membranas constituyen barreras de permeabilidad

Las membranas son impermeables para la mayoría de las sustancias hidrosolubles

Las membranas biológicas actúan como barreras de permeabilidad.  La mayoría de moléculas en los sistemas vivos son muy hidrosolubles y  muy poco solubles en disolventes no polares entonces estas moléculas no atraviesan la bicapa debido a su entorno no polar de su interior. Es por ello que la membrana celular proporciona una barrera de permeabilidad de la mayoría de moléculas hidrosolubles manteniendo la diferencia de concentración entre el citoplasma y el líquido extracelular para muchas sustancias.

Las sustancias pueden atravesar las membranas sin pasar entre las moléculas que las componen

Algunas sustancias ingresan a la célula sin pasar a través de la membrana mediante el proceso de endocitosis  que incluye la fagocitosis (captación de partículas)  y la pinocitosis (captación de partículas solubles).

Las moléculas son expulsadas de la célula mediante un proceso que se parece a una endocitosis inversa: exocitosis. Ejemplo de ello es la liberación de neurotransmisores. La exocitosis es responsable de la salida de las proteínas segregadas por muchas células, la liberación de enzimas pancreáticas desde las células acinares del páncreas es un ejemplo de ello.

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