Unidad V

Unidad V

1. Comunicación neuronal

   • a) Liberación del neurotransmisor
     • Explicación
       • Aunque la salida del neurotransmisor puede realizarse a veces de manera espontánea, la mayor parte de las veces se produce sólo cuando un potencial de acción alcanza el terminal axónico. En la membrana del botón sináptico el número de canales de Ca++ dependientes de voltaje es 10 veces más alto que en otras partes de la membrana neuronal y cuando el potencial de acción despolariza esta membrana, abre estos canales y el Ca++ difunde masivamente al interior del axon.
         • La concentración intracelular de Ca++ llega ser de esta forma 1000 veces mayor en cuestión de unos pocos cientos de microsegundos. Este incremento tan fuerte y tan rápido facilita la sincronización en la liberación del neurotransmisor. La entrada de Ca++ produce la fusión y apertura de las vesículas situadas en la zona activa o compartimento disponible, y la movilización de las vesículas de un segundo compartimento de almacenamiento. A medida que entra más Ca++ en el terminal presináptico, mayor es la cantidad de vesículas sinápticas que llevan a cabo la exocitosis, y por lo tanto la cantidad de neurotransmisor vertido a la hendidura sináptica.
           • La liberación del neurotransmisor se realiza de forma cuántica, es decir en cuantos (quanta) o paquetes, ya que cada vesícula contiene una cantidad fija de neurotransmisor y la liberación se hace por vesículas y no por moléculas de neurotransmisor. Así si una vesícula da lugar a la liberación de por ejemplo 10.000 moléculas de neurotransmisor, la exocitosis de dos o tres las liberará una cantidad de neurotransmisor doble o triple.
     • b) Unión con el receptor
       • Explicación
         • El neurotransmisor difunde en la hendidura sináptica de una forma muy rápida, y una parte del mismo se une con los receptores postsinápticos. El efecto de los neurotransmisores sobre la célula postsináptica no depende de las propiedades químicas de éste, sino de las propiedades de los receptores a los que se une. Un mismo neurotransmisor puede causar efectos antagónicos sobre dos células, de lo que se deduce que es el receptor y no el ligando el responsable de la respuesta.
           • Dentro de los receptores sinápticos hay dos sistemas básicos:
             • Un tipo de receptores que activa directamente canales iónicos, ya que el propio receptor es una proteína canal, denominados receptores ionotropos.
             • • Un segundo tipo que activa canales de forma indirecta a través de múltiples mecanismos de transducción que permiten que sea un segundo mensajero quien active el canal, denominados receptores metabotropos.
   • Sinápsis
     • La sinapsis permite a las neuronas comunicarse entre sí, transformando una señal eléctrica en otra química.
       • Un neurotransmisor (o neuromediador) es una biomolécula que transmite información de una neurona (un tipo de célula del sistema nervioso) a otra neurona consecutiva, unidas mediante una sinapsis. El neurotransmisor se libera por las vesículas en la extremidad de la neurona presináptica durante la propagación del impulso nervioso, atraviesa el espacio sináptico y actúa cambiando el potencial de acción en la neurona siguiente (denominada postsináptica) fijándose en puntos precisos de su membrana plasmática.

2. ·

   • Datos específicos sobre la membrana plasmática
     • 1. La membrana plasmática rodea y contiene al citoplasma de la célula. 2. La membrana plasmática está compuesta por proteínas y lípidos que mantienen entre sí enlaces no covalentes. 3. De acuerdo con el modelo del mosaico fluido, la membrana es un mosaico de proteínas que flotan como un iceberg en un mar formado por la bicapa lipídica. 4. La bicapa lipídica consiste en dos capas de fosfolípidos, colesterol y glucolípidos orientados en dirección opuesta. Esta disposición obedece al carácter anfipático de los lípidos, que les confiere sectores polares y no polares. 5. Las proteínas integrales se extienden por la bicapada lipídica o la atraviesan; las proteínas periféricas se asocian con los lípidos de la membrana o con las proteínas integrales de su superficie interna o externa.
       • 6. Muchas proteínas integrales son glucoproteínas, con grupos de hidratos de carbono unidos a los extremos bañados por el líquido extracelular. Junto con los glucolípidos, las glucoproteínas forman el glucocáliz en la superficie extracelular de las células. 7. Las proteínas de membrana cumplen diversas funciones. Las proteínas integrales son canales y transportadores que permiten el paso de solutos específicos a través de la membrana; los receptores funcionan como sitios de reconocimiento celular; las enzimas catalizan las reacciones químicas correspondientes y las proteínas de unión fijan las proteínas de la membrana plasmática a los filamentos proteicos que se hallan en el interior y en el exterior de la célula. Las proteínas periféricas funcionan como enzimas y proteínas de unión, sostienen la membrana plasmática, fijan las proteínas integrales y participan en distintas actividades mecánicas. Las glucoproteínas de membrana actúan como marcadores de identidad celular.
         • 8. La fluidez de membrana es mayor en los sitios donde abundan los enlaces dobles en las colas de los ácidos grasos de los lípidos que forman la bicapa. El colesterol le confiere resistencia a la bicapa, pero le resta fluidez cuando la temperatura del cuerpo es normal. Su fluidez permite que se produzca reacciones en el espesor de la membrana y hace posible el movimiento de sus componentes y la autorreparación de la bicapa lipídica cuando se daña. 9. La permeabilidad selectiva de la membrana permite que algunas sustancias pasen con mayor facilidad que otras. La bicapa lipídica es permeable a la mayoría de las moléculas no polares y sin carga eléctrica. Es impermeable a los iones y a las moléculas cargadas o polares, con excepción del agua y la urea. Los canales y transportadores aumentan la permeabilidad de la membrana plasmática a algunas sustancias polares cargadas de tamaño mediano o pequeño, como los iones, que no pueden atravesar la bicapa lipídica.
     • Transporte a través de la membrana plasmática
       • 1. En los procesos pasivos, una sustancia se mueve a través de la membrana a favor de su gradiente de concentración utilizando la propia energía cinética para la locomoción. En los procesos activos, se utiliza la energía celular para transportar una sustancia en contra de su gradiente de concentración. 2. Las sustancias atraviesan la membrana plasmática empleando energía cinética, uniéndose a proteínas transportadoras específicas, o bien por medio de vesículas. 3. En la difusión, las moléculas o iones van desde un área de mayor concentración hasta que se alcanza un equilibrio. 4. La velocidad de difusión a través de la membrana plasmática se modifica según el gradiente de concentración, la temperatura, la masa de la sustancia que se difunde y la superficie y distancia disponibles para la difusión.
         • 5. Las moléculas que se difunden a través de la bicapa lipídica son no polares e hidrófobas, como el oxígeno, el dióxido de carbono, el nitrógeno, los esteroides, las vitaminas liposolubles (A, D, E y K), los alcoholes pequeños y el amoníaco, además del agua y de la urea que son polares y sin carga. 6. Los canales iónicos selectivos para el K+, Cl-, Na+ y Ca++, permiten que estos iones inorgánicos pequeños (que son demasiado hidrófilos para pasar al interior no polar de la membrana) atraviesen la membrana plasmática. 7. Se denomina ósmosis al movimiento neto de agua a través de una membrana con permeabilidad selectiva desde un área de mayor concentración hacia un área de menor concentración de agua. 8. En una solución isotónica, los glóbulos rojos (eritrocitos) mantienen su forma normal; en un solución hipotónica sufren hemólisis; en una solución hipertónica experimentan crenación.
           • 9. En la difusión facilitada, un soluto como la glucosa se une a un transportador específico en uno de los lados de la membrana y se libera del otro lado después de que el transportador sufra un cambio morfológico. 10. Algunas sustancias pueden atravesar la membrana en contra de su gradiente de concentración, mediante transporte activo. Estas sustancias son ciertos iones, como Na+, K+, H+, Ca++, I y Cl-, los aminoácidos y los monosacáridos. 11. En el transporte activo se utiliza dos fuentes de energía: la obtenida a partir de la hidrólisis del ATP es la principal fuente de energía en el transporte activo primario, y la energía almacenada en los gradientes de concentración de Na+ o H+ es la fuente en el transporte activo secundario.
             • 12. El más ubicuo de los transportadores activos primarios es la bomba de sodio-potasio, también conocido como Na+/K+ ATPasa. 13. Los mecanismo de transporte activo secundario comprenden a los contransportadores y a los contratransportadores, que reciben su energía de los gradientes de concentración del Na+ o H+. Los simportadores acarrean dos sustancias a través de la membrana en la misma dirección, mientras que los antiportadores mueven dos sustancias en direcciones opuestas. 14. En la endocitosis se desprenden pequeñas vesículas de la membrana plasmática para transportar materiales a través de ésta y dentro de la célula; en la exocitosis, las vesículas se fusionan con la membrana plasmática para transportar materiales fuera de la célula. 15. La endocitosis mediada por receptor es una captación selectiva de moléculas grandes y partículas (ligandos) que se unen a sus receptores específicos en los sitios de la membrana conocidos como fositas cubiertas por clatrina.
               • 16. La fagocitosis es la ingestión de partículas sólidas. Algunos glóbulos blancos (leucocitos) destruyen de esta forma a los microorganismos que invaden el cuerpo.

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