Membrana Plasmatica

Membrana Plasmática

La célula está rodeada por una membrana denominada "Membrana Plasmática". La Membrana Plasmática es una envoltura contínua que separa dos compartimientos: el Citoplasma y el Medio Extracelular. Es tan delgada que no se puede observar con el microscopio óptico, siendo sólo visible con el microscopio electrónico.

Características de la Membrana Plasmática:

1.-Es una bicapa de lípidos. Esta organización, en relación con las propiedades fisico-químicas de los lípidos, asegura la estabilidad de la membrana en relación a los dos medios acuosos que la rodean.

2.-Posee complejos macromoleculares de naturaleza protéica y glucoprotéica, los cuales se insertan en la bicapa lipídica.

Ellos intervienen en los intercambios de la célula con el medio extracelular (receptores de HORMONAS, transportadores de iones y moléculas, unión y contactos intercelulares...).

3.-Está organizada de manera Asimétrica.La cara extracelular posee carbohidratos asociados, ya sean glucolípidos o glucoproteínas. Este revestimiento se denomina Glucocáliz.

4.-Presenta una composición química heterogénea. Esta composición varía de un tipo celular a otro, y en una misma célula, se observan "DOMÍNIOS" membranales diferentes, dependiendo de las caras celulares. Existen diferencias entre las membranas plasmáticas de las células normales y las células cancerosas.

5.-Está en continuidad transitoria con el sistema de endomembranas Las membranas del aparato de Golgi, retículos endoplásmicos, entre otros organoides revestidos de membrana, poseen una estructura comparable, ya que dichos organoides contribuyen a la BIOSÍNTESIS y renovación de la membrana plasmática.

La organización molecular de la membrana ha sido explicada segun la teoría del MOSAICO Fluido (Singer y Nicholson, 1972), en el cual los constituyentes pueden desplazarse.

En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente.

FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA:

-Comunicación Intercelular: Por medio de señales químicas. Las señales (moléculas) hidrosolubles son captados gracias a RECEPTORES especializados situados en la membrana. Las señales químicas liposolubles o los radicales libres gaseosos atraviezan la membrana plasmática y van a actuar en el citoplasma o en el núcleo.

-Adhesión Celular: Varios tipos de moléculas de adhesión están presentes en la superficie de las células; simultáneamente, estas moléculas representan un mecanismo de comunicación.

-Transporte: Los fenómenos de transporte que realiza la membrana plasmática pueden ser divididos en dos grandes grupos:

1.- Transporte con movimientos de la membrana, visibles al microscopio, con la formación de vesículas revestidas por membrana. A. ENDOCITOSIS, o incorporación al citoplasma; que comprende Pinocitosis, Fagocitosis y POTOCITOSIS. B. EXOCITOSIS o transporte de sustancias o productos del metabolismo celular al medio extracelular.

2.-Transporte que no necesita movimientos de la membrana: Comprende: A. TRANSPORTE PASIVO: sin gasto de energía. -Sin PERMEASA (molécula protéica transportadora) o Difusión Simple. (agua, gases). -Con PERMEASA: canales iónicos, ACUAPORINAS, para el transporte de calcio, sodio, potasio, agua...

B. TRANSPORTE ACTIVO: con consumo de energía (ATP) Necesita de permeasas. Bomba sodio-potasio. Se realiza mediante los mecanismos de: Uniporte. Simporte. Antiporte.

MOSAICO FLUIDO

El modelo más aceptado actualmente es el propuesto por Singer y Nicholson (1972), denominado modelo del MOSAICO FLUIDO.

La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes pueden moverse, lo que le proporciona una cierta fluidez. La fluidez es una de las características más importantes de las membranas.

Depende de factores como : 1.-La temperatura; la fluidez aumenta al aumentar la temperatura. 2.La naturaleza de los lípidos; la presencia de lípidos INSATURADOS y de cadena corta favorecen el aumento de la fluidez; la presencia de colesterol endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad, proporcionándole estabilidad.

Con los datos ofrecidos por la microscopía electrónica y los análisis bioquímicos se ha elaborado este modelo de membrana.

Características del modelo de MOSAICO FLUIDO:

1.-La membrana es como un mosaico fluido en el que la bicapa lipídica es la base o soporte y las proteínas están incorporadas o asociadas a ella, interactuando unas con otras y con los lípidos. Tanto las proteínas como los lípidos pueden desplazarse lateralmente.

2.-Los lípidos y las proteínas integrales se hallan dispuestos en mosaico.

3.-Las membranas son estructuras asimétricas en cuanto a la distribución de sus componentes, fundamentalmente de los glúcidos, que sólo se encuentran en la cara externa.

LÍPIDOS

Los lípidos son compuestos orgánicos que constituyen aproximadamente el 40 % de los elementos que forman las membranas biológicas.

Hay tres tipos principales de lípidos en la constitución de la membrana:1.- Fosfolípidos.2.- Colesterol.3.- Glucolípidos.

Los fosfolípidos de la membrana se ensamblan espontáneamente en una bicapa, cuyas regiones hidrófilas se colocan en la superficie y las regiones hidrófobas se distribuyen en la región central.

Esta distribución puede ser identificada en las micrografías electrónicas de transmisión, en las cuales la membrana se observa como un complejo trilaminar, cuyas regiones hidrófilas periféricas se evidencian con una marcada ELECTRONDENSIDAD y las regiones hidrófobas se identifican gracias a su escasa electrondensidad. Es decir, la imagen trilaminar revela dos bandas periféricas muy oscuras y una banda central clara.

Los Fosfolípidos:

Son los lípidos más abundantes en la bicapa.Poseen una cabeza polar y dos colas o cadenas hidrocarbonadas hidrófobas.

Las colas están generalmente constituidas por ácidos grasos y poseen una longitud variable ( 14 - 24 átomos de carbono); una de ellas posee uno o varios dobles enlaces cis (es INSATURADA), por el contrario, la otra no los contiene (es saturada).

La cabeza polar hidrófila está constituida por:1.-Glicerol.2.-Fosfato.3.-Compuesto hidrófilo (etanolamina, serina, colina...).

La molécula de glicerol posee 2 grupos alcohol esterificados por los ácidos grasos y un tercer grupo esterificado por el fosfato.

Como lo muestra la figura, el doble enlace crea un "codo" o desviación en la cadena. Estas diferencias entre la longitud y la saturación de la cola son importantes, pues ellas determinan la capacidad de los fosfolípidos de apretarse unas con otras y en consecuencia, determinan la fluidez de la membrana.

Existen familias de fosfolípidos:

1.-Derivados del glicerol o fosfoglicéridos: -fosfatidil etanolamina. -fosfatidil serina. -fosfatidil colina.

2.-Esfingomielinas. 3.-Otros (derivados del inositol).

En la animación podemos apreciar los tres tipos de movimientos que realizan los fosfolípidos:1.-Difusión lateral: Velocidad elevada, del orden de 1 micrómetro por segundo a 37 ºC.

2.-Rotación sobre su eje: Muy frecuente.

3.-Flip-Flop: O cambio de capa; es un movimiento raro (menos de una vez por semana) favorizado por proteínas especializadas denominadas flipasas y consume ATP. El colesterol puede pasar de una capa a la otra más facilmente que los fosfolípidos. Este fenómeno se observa también en la membrana del retículo endoplásmico.

Los fosfolípidos de las membranas plasmáticas están implicados en enfermedades congénitas en el humano. Las diversas clases de fosfolípidos son catabolizados en los lisosomas gracias a la intervención de ENZIMAS específicas. El déficit genético de una o varias de esas enzimas impide la degradación normal de los fosfolípidos, los cuales se acumulan en los lisosomas de las células de órganos como el hígado, riñón y en el sistema nervioso central. Estas enfermedades congénitas están agrupadas bajo el nombre de Enfermedades de Sobrecarga Lisosomal o Tesaurismósis.

El Colesterol:

Las membranas plasmáticas de las células EUCARIÓTAS poseen cantidades relativamente importantes de colesterol, a veces en proporciones de una molécula de colesterol por cada molécula de fosfolípido. Puede estar presente en un 17% de los lípidos de la membrana de un hepatocito y un 23% en el eritrocito.Las moléculas de colesterol aumentan las propiedades de permeabilidad de la bicapa lipídica. Ellas se orientan de manera que sus grupos hidroxilos se localizan próximos a los grupos polares de los fosfolípidos y sus núcleos esteroides rígidos interactúan e inmovilizan en parte, a regiones de las cadenas de ácidos grasos próximas a la cabeza polar hidrófila del fosfolípido.

El colesterol imparte a la bicapa cierta rigidez, pues disminuye la movilidad de los primeros grupos de las cadenas hidrocarbonadas de los ácidos grasos adyacentes; la bicapa es menos deformable en esta región y disminuye la permeabilidad de la misma a las moléculas pequeñas hidrosolubles.

Molécula de Colesterol:

Posee un grupo polar hidrófilo unido a el nucleo rígido esteroide y una cola apolar hidrocarbonada. El colesterol interviene en la fluidez y la estabilidad mecánica de la membrana plasmática. Esta propiedad ha sido sugerida al estudiar el comportamiento de celulas incapaces de sintetizar colesterol; estas células se lisan rápidamente si no se agrega colesterol al medio de cultivo.

Los Glucolípidos:

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