Membranas celulares

Membranas celulares

La membrana plasmática es una estructura que rodea y limita completamente a la célula y constituye una «barrera» selectiva que controla el intercambio de sustancias desde el interior celular hacia el medio exterior circundante, y viceversa.

Las membranas cumplen diversas funciones:

• Compartimentalización
• Las membranas constituyen membranas selectivamente permeables
• Transporte de solutos
• Respuesta a señales externas
• Interacción intracelular

Las membranas celulares están formadas por lípidos, proteínas y, en menor medida, por glúcidos.

Aproximadamente el 75% de los lípidos son fosfolípidos, lípidos que contienen fósforo. En menores proporciones también está el colesterol y los glucolípidos, que son lípidos que contienen un o varios monosacáridos unidos. Estos fosfolípidos forman una bicapa lipídica debido a su carácter anfipático, es decir por tener una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. La cabeza está formada por un fosfato de un compuesto nitrogenado y se mezcla bien con el agua. La cola está formada por ácidos grasos que repelen en agua. Las moléculas de la bicapa están orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas están cara al citosol y al líquido extracelular y las colas se enfrentan hacía el interior de la membrana.

Modelo de membrana

1954. Danielli y Davson: Proponen su modelo de membrana; enuncian que está constituida por: una bicapa lipídica, donde sus polos hidrófobos están enfrentados y sus polos hidrófilos están recubiertos y fijados por una capa de proteínas, tanto en la cara externa como en la del citosol. No existe movimiento en la bicapa.

1972. Singer y Nicolson (mosaico fluido): Proponen el modelo denominado mosaico fluido. En este caso las proteínas no están recubriendo la bicapa sino, que se encuentran dispersas por la matriz de la bicapa lipídica. Además, estos componentes se pueden desplazar en el plano de la bicapa, y, por otro lado, la membrana es asimétrica, en el sentido que la distribución y disposición de sus componentes no es la misma en el lado que da al medio externo que el que da al interior celular.

Tipos de transporte

Transporte pasivo: permite el paso molecular a través de la membrana plasmática a favor del gradiente de concentración o de carga eléctrica. El transporte de sustancias se realiza mediante la bicapa lipídica o los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas integrales. Hay cuatro mecanismos de transporte pasivo:

1. Ósmosis: transporte de moléculas de agua a través de la membrana plasmática mediado por proteínas específicas y a favor de su gradiente de concentración.

Osmosis en una célula animal

• En un medio isotónico, tanto la entrada como salida de agua es constante, es decir, existe un equilibrio dinámico.
• En un medio hipotónico, desaparece el equilibrio dinámico por tanto la entrada de agua es superior a la salida, en consecuencia, la célula absorbe el agua hasta reventarse, fenómeno conocido como citólisis.
• En un medio hipertónico, al contrario la salida de agua es superior a la entrada de agua por tanto la célula se deshidrata perdiendo su contenido hasta arrugarse y morir, este fenómeno es conocido como crenación.

Osmosis en una célula vegetal

• En un medio hipertónico, la célula elimina agua y el volumen de la vacuola disminuye, produciendo que la membrana plasmática se despegue de la pared celular, ocurriendo la plasmólisis
• En un medio isotónico, existe un equilibrio dinámico.
• En un medio hipotónico, la célula toma agua y sus vacuolas se llenan aumentando la presión de turgencia, dando lugar a la turgencia.

1. Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática, como los gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares.
2. Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de un carrier o transportador (proteína integral) para que las sustancias atraviesen la membrana. Sucede porque las moléculas son más grandes o insolubles en lípidos y necesitan ser transportadas con ayuda de proteínas de la membrana.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la simple y depende:

• Del gradiente de la concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana.
• Del número de proteínas trasportadoras existentes en la membrana
• De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo  

Transporte activo: El transporte activo es un mecanismo celular por medio del cual algunas moléculas atraviesan la membrana plasmática contra un gradiente de concentración, es decir, desde una zona de baja concentración a otra de alta concentración con el consecuente gasto de energía.

Bomba de sodio-potasio: La bomba de sodio potasio es un intercambiador de iones presente en todas las membranas celulares de todos los seres vivos. Su función es imprescindible, pasa iones de sodio (Na+)) a un lado de la membrana y mueve iones de potasio (K+) en dirección contraria.

Endocitosis: es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandes o partículas, este proceso se puede dar por evaginación, invaginación o por mediación de receptores a través de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se desprende de la membrana celular y se incorpora al citoplasma.

• Fagocitosis: consiste en la ingestión de grandes partículas que se engloban en grandes vesículas (fagosomas) que se desprenden de la membrana celular.

La membrana plasmática extiende seudópodos hacia una partícula extracelular, los extremos de los seudópodos se fusionan, encapsulando la partícula. Una vesícula llamada vacuola alimentaria se forma al ingerir  la partícula.

• Pinocitosis: consiste en la ingestión de líquidos y solutos mediante pequeñas vesículas.

Se forma una depresión en la membrana plasmática, que se hace más profunda y se llena de fluido extracelular, finalmente la membrana encierra el fluido extracelular formando una vesícula.  

Exocitosis: Es la expulsión o secreción de sustancias como la insulina a través de la fusión de vesículas con la membrana celular.La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido. La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de excreción como en la función endocrina.

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