Fisiología Celular

Bases celulares y moleculares para la comprensión de la fisiología humana

1. INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA HUMANA UNIDAD 1: FISIOLOGIA CELULAR DR. PEDRO ALEJANDRO MALDONADO BE

2. 1. Introducción a la fisiología general El objetivo de la fisiología es explicar los factores físicos y químicos responsables del origen, el desarrollo y la progresión de la vida. La unidad viva básica del cuerpo es la célula.

3. Interrelación de los sistemas corporales

4. HOMEOSTASIS Los fisiólogos emplean el término “Homeostasis” para designar al mantenimiento de las condiciones estáticas o constantes del medio interno.

5. * Compartimientos corporales básicos*

6. Sistemas de retroalimentación

7. Señalización celular

8. Definiciones: Señalización celular PARACRINA:   Cuando la señal es secretada por una célula afectando solo las células en un ambiente local . AUTOCRINA:  cuando la célula que secreta la señal puede autoestimularse , porque también posee el receptor para la señal. ENDOCRINA:  Se produce la señal endocrina porque libera una hormona y se dirige a la célula blanco por medio del torrente sanguíneo . EXOCRINA : Señalización que se lleva a cabo mediante el uso de ductos o túbulos para el trasporte de las sustancias químicas hacia el sitio de acción.

9. 2. ESTRUCTURA FISICA DE LA CELULA TEJIDO CÉLULA Músculo Miocitos Cardíaco Miocardiocitos Pulmonar Neumocitos Sangre Eritrocitos Inmune Leucocitos Nervioso Neuronas Intestinal Enterocitos Sexual/ Reproductivo Espermatozoide/ óvulo Graso Adipocitos

10. Las 2 partes mas importantes de la célula son el núcleo y el citoplasma. Las diferentes sustancias que componen la célula se conocen colectivamente como PROTOPLASMA. El protoplasma está compuesto principalmente por 5 sustancias: Agua, electrolitos, proteínas, lípidos y carbohidratos.

11. Composición del protoplasma Es el principal medio líquido de la célula. Esta presente en la mayoría de las células en una concentración del 70- 85%. Excepto en los adipocitos. 1.AGUA

12. Los iones más importantes de la célula son el potasio, magnesio, fosfato, sulfatos, bicarbonato y cantidades pequeñas de sodio, cloruro y calcio. Los iones son los productos químicos inorgánicos de las reacciones celulares y son necesarios para el funcionamiento de algunos de los mecanismos de control celulares. 2.IONES

13. Después del agua, son la sustancia más abundante de la célula y constituyen entre el 10 – 20% de la masa celular. 3. PROTEÍNAS

14. Tipos de proteínas celulares

15. Suponen el 2% de la masa total de la célula. Su importancia radica en que al ser insolubles en agua, se usan para formar barreras de la membrana celular y de la membrana intracelular que separan los distintos compartimientos celulares. Los más importantes son los fosfolípidos, colesterol y triglicéridos. 4.LÍPIDOS

16. Tienen escasas funciones estructurales en la célula. Estructuralmente forman parte de la membrana celular en forma de glucoproteínas. Sin embargo tienen papel muy importante en la nutrición celular. La célula no almacena mas de 3% de glucosa en su interior, sin embargo la glucosa se puede convertir en glucógeno para almacenarse en el hígado como reserva. 5. CARBOHIDRATOS

17. Descripción de los componentes celulares

18. Membrana celular También llamada membrana plasmática, citoplasmática o plasmalema. Es una estructura elástica, fina y flexible de un grosor de 7.5nm – 10nm. Esta compuesta por una bicapa de lípidos con incrustaciones de proteínas, fosfolípidos y carbohidratos.

19. Separa al líquido extracelular del contenido del citoplasma. Los carbohidratos de la membrana se presentan combinados con proteínas o lípidos en forma de glucoproteínas o glucolípidos . Se conoce como GLUCOCÁLIZ al conjunto de carbohidratos presentes en la membrana.

20. Existen 2 tipos de proteínas de membrana celular: 1. Las proteínas integrales que hacen protrusión por toda la membrana. Estas proteínas forman canales estructurales (poros) a través de los cuales se comunica la célula con el exterior. 2. Las proteínas periféricas que se unen sólo a una superficie de la membrana y no penetran en todo su espesor.

21. citoplasma Está lleno de partículas y organelos dispersos. La porción de líquido del citoplasma en el que se dispersan las partículas se denomina CITOSOL y contiene proteínas, electrolitos y glucosa disuelta. Enzimas Segundos mensajeros

22. Se puede dividir en 2: ECTOPLASMA: Representa la región gelatinosa cercana a la membrana. ENDOPLASMA: R egión que contiene a los organelos. Posee en su estructura una red de filamentos que le dan forma y organización a la célula lo cual se conoce como Citoesqueleto. Algunos tipos de filamentos son: Microfilamentos Microtúbulos Filamentos intermedios Centriolos

23. Ribosomas Son partículas granulares diminutas cuya función principal es la síntesis de proteínas. Pueden estar dispersos en el citoplasma o unidos al retículo endoplásmico rugoso.

24. Retículo endoplásmico Es un organelo complejo formado por un conjunto de membranas unidas entre sí. Estas membranas forman canales tubulares y vesículas de conexión.

25. L as sustancias que se forman en algunas partes de la célula entran en el espacio del retículo y son conducidos a otras partes de la célula. En él se llevan a cabo reacciones químicas. Síntesis y transporte de proteínas producidas por ribosomas (RER). Se divide en Retículo endoplásmico liso o agranular y Rugoso o granular. La síntesis y transporte de sustancias lipídicas ocurre en el REL.

26. APARATO DE golgi Esta íntimamente relacionado al RE. Posee membranas similares a las del retículo endoplásmico. Está formado por 4 o más capas apiladas en forma de saco o cisternas. Las sustancias salientes del retículo endoplásmico se dirigen hacia el aparato de Golgi.

27. Las sustancias transportadas se procesan para formar lisosomas, vesículas y otros componentes citoplasmáticos. Presenta 2 caras: La cara CIS: Localizada adyacente al RE. La cara TRANS: Localizada adyacente a la membrana.

28. Lisosomas Son organelos vesiculares que se forman por la rotura del aparato de Golgi y después se dispersan por todo el citoplasma. Los lisosomas constituyen el aparato digestivo intracelular que permite que la célula digiera: Estructuras celulares dañadas. Partículas de alimentos que ha ingerido. Las sustancias no deseadas como las bacterias.

29. Está rodeado por una membrana bicapa lipídica típica y está llena con grandes cantidades de gránulos pequeños de 5 -8 nm de diámetro, que son agregados de proteínas que contienen hasta 40 tipos diferentes de enzimas digestivas de tipo Hidrolasas.

30. Peroxisomas Son similares físicamente a los lisosomas pero son distintos en 2 aspectos importantes: Se forman por autoreplicación o procedentes del retículo endoplásmico. Contienen oxidasas en su interior. * Las principales peroxidasas son el peróxido de hidrogeno y catalasas.

31. Mitocondrias Se conocen como los “Centros neurálgicos” de la célula. Está compuesto por 2 membranas de bicapa lipídica con proteínas, las cuales son una MEMBRANA EXTERNA y una MEMBRANA INTERNA.

32. La principal función es la respiración celular liberando ATP (Adenosin trifosfato) a partir de O2 o moléculas de piruvato. En ella se encuentra un tipo de ADN llamado ADN Mitocondrial que funciona para la síntesis de proteínas mitocondriales.

33. Núcleo Es el centro de control de la célula. Contiene en su interior grandes cantidades de ADN (Genes) Controla las actividades plasmáticas de la célula. Controla y promueve la reproducción de la célula. Organiza los genes en cromosomas. Transporta factores químicos de regulación a través de sus poros. Produce ARN Mensajero ( ARNm ).

34. Sistemas funcionales de la célula La célula requiere nutrientes para vivir, los cuales debe obtener del medio externo. La mayoría de estas sustancias atraviesan la membrana celular por difusión y transporte activo.

35. Las partículas muy grandes entran en la célula mediante una función especializada de la membrana que se denomina: ENDOCITOSIS. Las formas principales de endocitosis son la Pinocitosis y la fagocitosis.

36. LOCOMOCIÓN CELULAR MOVIMIENTO AMEBOIDE MOVIMIENTO CILIAR/FLAGELAR

37. ESTRUCTURA DEL ADN El ADN está formado por nucleótidos y a su vez un nucleótido esta formado por 3 elementos: Azúcar desoxirribosa Fosfato Base nitrogenada: Adenina, timina, guanina y citosina. El ADN está formado por 2 cadenas de nucleótidos unidos por puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.

38. BASES NITROGENADAS Uniones específicas: Para el ADN: A –T y C – G Para ARN: A – U y C - G Un gen es una secuencia de ADN que constituye la unidad funcional para la transmisión caracteres hereditarios.

39. Los cromosomas son cápsulas que guardan a los genes y al material de desecho. E l ser humano tiene 46 cromosomas en total. 23 pares en total. 23 cromosomas provienen del hombre y 23 de la mujer. Únicamente 1 par de cromosomas determinan el sexo del ser humano (XX) (XY).

40. Replicación del adn Cuando la célula se va a reproducir necesita duplicar su información genética. Al proceso de copia mediante la cual se forma una nueva molécula de ADN se llama “Replicación”.

41. SINTESIS DE PROTEINAS Es un proceso esencial en los seres vivos y para que se lleve a cabo se requiere la participación del ARN.

42. El ARN lleva a cabo su función en 2 etapas: Transcripción: El ARN mensajero ( ARNm ) obtiene la información contenido en el ADN. Traducción: Se interpreta dicha información y se construye una proteína de acuerdo con las instrucciones codificadas y transcritas. ADN ARN PROTEINA Replicación Transcripción Traducción

43. TRANSCRIPCION DEL ADN Cuando es necesario formar una proteína en particular, se produce una copia del segmento de ADN, o sea, un gen que codifica para esa proteína. El primer paso para la transcripción consiste en que el ADN se abra para permitir ser copiado. La enzima ARN Polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar una molécula de ARN mensajero que sea complementaria a la secuencia de ADN que está copiando. Cuando se ha copiado el segmento de ADN, el ARN mensajero se desprende, sale del núcleo y comienza sus funciones en el citoplasma. La molécula de ADN se cierra de nuevo y permanece en el núcleo.

44. Traducción del adn Para la interpretación del mensaje del ADN es necesaria la participación del ARN Ribosomal y el ARN de transferencia.

45. Bibliografía Guyton Arthur, Hall et al; Tratado de Fisiología médica; ELSEVIER, USA 2016, 13va edición. Capítulos 1- 3. Velázquez Ocampo Marta Patricia; Biología; ST Editorial; México 2008, 2da edición. Pags . 15- 44.