Membrana Celular

Membrana Celular

1. Participa en procesos de

   • Señalización Intracelular
   • Transporte
     • Según el consumo de energía metabólica
       • Transpote Activo (el soluto se mueve en contra del gradiente)
       • Transporte pasivo (el soluto se mueve a favor del gradiente)
         • Transporte Pasivo y Libre
           • Difusión Simple o Libre
             • Es consecuencia de la energía térmica de la materia
             • La molécula se mueve libremente y al diseminarse, su distribución es uniforme, hay un equilibrio dinámico
             • Sistema de transporte más simple
             • para moleculas neutras,el flujo neto esta dado por: ley de Fick: Q flujo neto, D coeficiente de difusión, A área de membrana disponible para el movimiento, △c/△x gradiente o diferencia de concentración a través de la distancia x
             • en caso de un soluto concreto, D, A y △x son constantes y resultan en una nueva contante: coeficiente de permeabilidad P=DA/△x. Resulta la siguiente ecuación: Q=P△c
             • por este sistema se transporta
               • O2
               • CO2
               • Solutos liposolubles de peso molecular bajo
                 • Urea
                 • Glicerol
                 • otros
               • moléculas hidrosolubles neutras de peso molecular inferior a 200. pasan entre cadenas laterales de fosfolípidos sin disolverse
                 • Agua y otras
           • ósmosis
             • flujo neto de agua que atraviesa una membrana semipermeable que separa dos compartimento acuosos
             • En las soluciones intra y extracelulares el agua se mueve desde la solución de menor concentración (hiposmótica) a la de mayor concentración (hiperosmótica)
             • La presión osmótica de las proteínas plasmáticas llamada presión coloidosmótica o presión oncótica es muy importante en intercambio de líquidos en el capilar
         • Transporte Pasivo y Mediado
           • Difusión libre a través de Proteínas- canales
             • Es para transporte de solutos iónicos (se usa este tipo de transpote porque la membrana es poco permeable a estos solutos)
             • sistema de difusión formado por un tipo especial de proteínas de membranas llamados canales
               • permiten a los solutos moverse en ambas direcciones
             • Los Canales son
               • Pasivos
                 • forman poros de membranas, están siempre abiertos
               • Activos o de Compuerta
                 • Tienen dos posiciones: Cerrado y Abierto
                   • dependen de
                     • La unión al canal de un determinado ligando
                     • Cambios en el Potencial de Membrana
                     • Deformación Mecánica
               • Altamente selectivos para un determinado ión o soluto, o solo limitar su tamaño
           • Difusión facilitada o a través de proteínas transportadoras o carriers
             • Transportador de Membrana
               • Diferente de los canales por poseer un lugar de unión para el soluto a transportar y el otro lado queda accesible a la membrana
               • Experimenta un cambio conformacional después de unirse al soluto, esto le permite transferirlo
               • Más lento que el realizado por canales
               • Hay tres tipos según # de solutos que transporta
                 • unitransportador
                   • Un soluto
                 • cotransportador
                   • Dos solutos en la misma dirección
                 • cotratransportador o antitransportador
                   • Dos solutos en direcciones contrarias
             • Capacidad del sistema depende del número de proteínas transportadoras en l membrana y de cuantas moléculas puede unir c/u
     • Si hay la necesidad de una proteína transportadora
       • Transporte Libre (sin necesidad de proteína)
       • Transporte Mediado (se requiere la presencia de una proteína específica)
         • Transporte Activo y Mediado
           • Hay dos tipos
             • Primario
               • El consumo energético generalmente de ATP esta acoplado directamente al movimiento del soluto a transportar
               • En este antitransporte primario se mueve Na+/K+ -ATPasa y mantiene el gradiente de concentración de la siguiente forma
                 • Bombea Na+ hacia afuera de la célula
                 • Bombea K+ hacia dentro de la célula
             • Secundario
               • El consumo de energía es para crear un gradiente que se convierta en un depósito energético para luego ser usado para mover el soluto
                 • La energía se dispara por desaparición del gradiente y así se produce el arrastre del solito en contra del gradiente
               • En muchas células se utiliza el gradiente de Na+ para la movilización de otros solutos
           • Hay consumo de energía debido a que el movimiento se realiza en contra del gradiente químico o electroquímico
           • proteínas que requieren de energía para funcionar
           • Existen tres tipos de transportadores: unitransportador, cotransportador y antitransportador
     • Transporte Mediante Vesículas
       • Las sustancias atraviesan la membrana sin establecer relación con los componentes de esta, se hace a través de la formación de Vesículas
       • Existen tres tipos
         • Endocitosis
           • Fagocitosis
             • partículas de gran tamaño
           • Pinocitosis
             • para solutos que están en solución
           • En la parte interna de la membrana celular aparecen depresiones revestidas por clatrina, están dan lugar a vesículas revestidas que mediadas por receptores introducen macromoléculas especificas
         • Exocitosis
           • Es el inverso de la endocitosis, este mecanismo es para sacar sustancias al exterior de la célula
           • Constitutiva
             • Libera moléculas que van a formar parte de la matriz extracelular
             • llevan moléculas que sirven para regenerar la membrana celular
           • Regulada
             • se da solo en las células especializadas en la secreción
               • productoras de hormonas
               • Neuronas
               • Cell del epitelio digestivo
               • cell glandulares
             • se liberan moléculas que realizan funciones para el organismo, o que afectan la fisiología de otras células
         • Transcitosis
           • posterior a la endocitosis, cuando las vesículas están en el citoplasma se mueven hacia la membrana contralateral y forman canales transcelulares de transporte
     • Transporte a Través de Epitelio
       • Epitelio
         • capa de células que funciona como linea de separación: es una membrana epitelial
         • cuatro características que le permiten funcionar como barrera
           • Organizada como una lamina continua de células
           • las células tiene una orientación diferenciada: una de sus caras es la basal y la otra es la amical, de morfología diferente.
           • Estas células reposan sobre una lamina basal que sirve para fijarlas y limitar el transporte de iónes y pequeñas moléculas
           • Están unidas entre si mediante uniones intercelulares especializadas
         • el transporte puede ser
           • Via Paracelular
             • usando espacios intersticiales
           • Via Transcelular
             • Atravesando la célula por el cruce de dos membranas celulares y el citosplasma
   • Permeabilidad Selectiva
   • Movilidad
   • Diferenciación
   • Reconocimiento Intercelular
   • Transducción de Señales Extracelulares
   • Exocitosis
   • Excitabilidad

2. ES

   • Estructura que delimita la célula
   • Elemento Dinámico
   • Fundamental para el mantenimineto de la integridad de la célula
   • Tiene permeabilidad selectiva, es variada en función de las necesidades celulares

3. Propiedades

   • Estructurales Estáticas
     • Capacitancia Eléctrica
       • Depende de
         • Espesor de la Membrana
           • Eritrocitos: 1.0 microFcm-2
           • otros tipos celulares: 1.0-6.0 microFcm-2
       • Fiecke (1923)
     • Tensión Superficial
       • Afectada por presencia de proteínas
       • Danielli y Harvey (1934)
     • constituida por
       • Según Teoría Paucimolecular
         • Monocapa Externa
           • Formada por
             • Proteínas Globulares
         • Monocapa de Fosfolípidos (bordean la membrana)
         • Región Central
           • Naturaleza Lipídica
           • No Polar
           • Espesor Variable
         • Danielli y Davson (1934)
       • Según Teoría Unitaria
         • Robertson (1959)
         • Bicapa Lipídica
           • Región Intermedia de Baja Densidad Electrónica
             • Cadenas Hidrocarbonadas de Lípidos
           • Estructuras Perisféricas
             • Proteinas Asociadas
             • Lípidos Hidrófilos
   • Dinámicas
     • Modelo de Mosaico Fluido
       • Singer y Nicolson (1972)
       • "Membrana constituida por una bicapa lipídica capaz de alojar diversos conglomerados o mosaicos proteicos"
         • Mosaicos Proteicos
           • Están parcialmente inmersos o atraviesan la bicapa
         • Entre lípidos y proteínas hay interacciones hidrófobas
       • Fue Modificado, adicionando otras características:
         • Asimetría entre las monocapas
         • Naturaleza selectiva

4. Balsas de Membrana (Microdominios lipídicos)

   • Modelo Actual (Simons y Van Meer 1988)
   • centros de reclutamiento de proteínas que se incorporan a la monocapa externa
     • El Colesterol, coorganizador de las balsas lipídicas
   • Interacción entre proteínas y balsas
   • son dominios pequeños 10- 200nm
   • Altamente Dinámicos
   • Ricos en esteroles y esfingolípidos
   • Interacciones proteina-proteina y lípido Proteina
     • permiten la formación de balsas de mayor tamaño
   • Tipos
     • Planas
       • Alineadas en el plano de la membrana
       • son pequeñas (10-200nm)
       • De Gran Dinamismo
     • Caveolas
       • dinamismo menor al de balsas planas
       • son invaginaciones de la membrana
       • tiene un diametro de 50-100 nm
       • participan en procesos de transcitosis y potocitosis
       • se asocian con proteínas pequeñas de soporte de 21-24 kDa
         • Caveolinas
           • estabilizan la estructura de las balsas por medio de la interacción con la monocapa interna
           • Estructuras de andamiaje para Proteinas de Señalización
           • Transportadoras de colesterol (desde el retículo endoplásmico a la membrana plasmática)
   • Favorecen la transducción de señales extracelulares
     • en ellas convergen elementos implicados en las vías de señalización
     • Cumplen papel importante en la organización espacial y temporal de los elementos involucrados en
       • Transducción de señales extracelulares
       • apoptosis
       • Infección viral
       • Adhesión y Migración celular
       • Transmisión Sináptica
       • Organización del citoesqueleto
       • Direccionamiento de proteínas en procesos de endocitosis y exocitosis

5. Bicapa lipídica: Asimetría Lipídica de las membranas

   • Monocapas asociadas lateralmente a través de puentes de Hidrogeno y de interacciones débiles entre sus carbohidratos
     • Monocapa Interna
       • formada por
         • Fosfatidilserina
         • Fosfatidiletanolamina
     • Monocapa Externa
       • compuesta principalmente por
         • Fosfatidilcolina
         • Esfingomielina
   • generada por distintos procesos
     • Flip-Flop: Transferencia Espontánea de Componentes lipídicos entre las monocapas
     • Actividad de ATP-asas transportadoras de especies lipídicas y retención específica de ciertos lípidos en una de las monocapas
   • Previene el desarrollo de ciertos tipos de síndromes autoinmunes

6. Viscosidad de la Membrana

   • es de1.5 - 3.8 p (poise=1 gcm-1s-1) (depende del tipo celular)
   • es aumentada o disminuida cuando el colesterol actual en
     • fases cristalinas: disminuye
     • fases liquido desordenado: aumenta
       • Incremento en el Grosor
       • Reducción en Permeabilidad a compuestos hidrófilos
     • segregación de algunos de sus componentes por desfasamiento hidrófobo provocado por incorporación de colesterol

7. Volumen Celular

   • La regulación de este es necesaria para la supervivencia de la célula, se logra con cantidad adecuada de agua al interior de esta
   • Cuando se produce una osmolaridad superior en las células implica el flujo de agua hacia el interior, así, hay aumento de volumen
     • Esto no ocurre debido a mecanismo compensadores
       • número de partículas osmóticamente activas al interior de la célula
       • osmolarida del líquido extracelular
       • permeabilidad de la membrana
   • Tonicidad
     • afectación del volumen celular al ser introducida en una solución concreta
       • si el volumen
         • No varia: Isotónica
         • Disminuye: Hipertónica
         • Aumenta: Hipotónica

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