Ii) Unidad Membrana PlasmáTica

1. Membrana Plasmática
Es una estructura continua que rodea a la célula. Por un lado está en
contacto con el citoplasma (medio interno) y, por el otro, con el medio
extracelular que representa el medio externo.
Contiene receptores específicos que permiten a la célula interaccionar
con mensajeros químicos y emitir la respuesta adecuada.
La célula está rodeada por
una membrana, denominada
"membrana plasmática"..
La membrana plasmática
representa el límite entre el
medio extracelular

2. En la composición química de la membrana entran a formar parte lípidos, proteínas y
glúcidos en proporciones aproximadas de 40%, 50% y 10%, respectivamente
En la membrana de la célula eucariota encontramos tres tipos de lípidos:
fosfolípidos, glucolípidos y esterol.
Todos tienen carácter anfipático ; es decir que tienen un doble comportamiento,
parte de la molécula es hidrófila y parte de la molécula es hidrófoba por lo que
cuando se encuentran en un medio acuoso se orientan formando una bicapa
lipídica
La bicapa lipidica constituye la
estructura básica y es una
barrera altamente selectiva al
paso de sustancias . Es una
bicapa de fosfolipidos , de tal
manera que el resto de los
componentes están insertas en
el centro de la misma, formando
una matriz flexible.

3. La función de esta bicapa lipidica aparte de constituir el esqueleto le otorga
un grado de fluidez. Esta propiedad depende directamente de la longitud de
la cadena hidrocarbonada de la molécula forfolipidos y grado instauración
Encontramos esteroles como el
colesterol (célula animal) que tiene
función proporcionar estabilidad
mecánica adicional a la membrana
A baja T actúa como espaciadores
entre las cadenas de fosfolipidos
restringiendo las interacciones
moleculares que facilitan la
solidificación
A altas T restringen el movimiento
de las regiones más cercanas a la
cabeza de los fosfolipidos
impidiendo que las membranas se
debiliten o desestabilizarse

4. La membrana plasmática no es una estructura estática, sus componentes tienen
posibilidades de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez. Los movimientos
que pueden realizar los lípidos son:
de rotación: es como si
girara la molécula en torno
a su eje. Es muy frecuente
y el responsable en parte
de los otros movimientos
de difusión lateral: las
moléculas se difunden de
manera lateral dentro de la
misma capa. Es el
movimiento más frecuente
flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra
gracias a unas enzimas llamadas flipasas. Es el movimiento menos frecuente,
por ser energéticamente más desfavorable
de flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los
fosfolípidos

5. Proteínas
Son los componentes de la membrana que desempeñan las funciones
específicas (transporte, comunicación, etc).
Al igual que en el caso de los lípidos , las proteínas pueden girar
alrededor de su eje y muchas de ellas pueden desplazarse lateralmente
(difusión lateral) por la membrana
Las distintas proteínas de membrana están asociadas a la bicapa
lipidica de diferentes maneras, como se observa
Muchas proteínas de
membrana atraviesan la
bicapa lipídica, de manera
que parte de su masa se
sitúa a cada lado de la
membrana (proteínas
integrales o intrínsecas) o
también conocidas como
Transmembrana

6. otras que no ocupan el
interior hidrofóbico de la
bicapa lipídica están unidas
a una u otra cara de la
membrana mediante
ineracciones no covalentes
con otras proteínas de
membrana (proteínas
periféricas o extrínsecas).
Si bien es cierto que las
proteínas no son los
elementos más
numerosos al interior de
las membranas
plasmáticas, son los más
versátiles
. (a) Las proteínas pueden, 1: atravesar la
membrana en forma de cadena; lineales, 2:
replegarse dentro de la bicapa. Constituyen
las proteínas integrales,
(b) La; proteínas periféricas son las que no
atraviesan la membrana. Pueden estar, 3:
unidas otra proteína, 4: unidas a ácidos
grasos, 5: asomar únicamente por uno de
sus extremos

7. Desde este punto de vista dos son las cualidades que destacan de
las proteínas de membrana: por un lado, su capacidad para
disponerse formando complejos agregados que sirven a la célula
para capturar energía (complejos fotosintéticos) y traducir señales al
interior del citoplasma celular (receptores de membrana y complejos
de transporte), y por otro, la facultad de poder difundir en, el plano de
la membrana (difusión lateral) otorgando dinamismo a su accionar
Las proteínas realizan numerosas funciones específicas.
Pueden transportar determinadas moléculas fuera y dentro de la célula,
asociar al citoesqueleto y a la matriz extracelular.
También son capaces de actuar como recetores específicos de
señales químicas del medio externo, incluso pueden servir con enzimas
catalizadoras de procesos asociados a la membrana.

9. ·
Glúcidos
Se sitúan en la superficie
externa de las células
eucariota por lo que
contribuyen a la asimetría de
la membrana.
Estos glúcidos son
oligosacáridos unidos a los
lípidos (glucolípidos), o a
las proteínas
(glucoproteinas)
Esta cubierta de glúcidos representan el carne de identidad de las
células, constituyen la cubierta celular o glucocálix, a la que se
atribuyen funciones fundamentales

10. Protege la superficie de las células de posibles lesiones
Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el
deslizamiento de células en movimiento, como , por ejemplo, las
sanguíneas
Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del
glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los
grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.
Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente
importantes durante el desarrollo embrionario.
En los procesos de adhesión entre óvulo y espermatozoide.

11. Estructura:
1925 Gorter y Grendel aislaron la membrana de
glóbulos rojos concluyendo que estaba organizada
en bicapa lipidica
1935 Danielli y Dauson establecen el primer modelo de
membrana que esta formada por una bicapa lipidica
y proteínas
• Robertson comprobó el planteamiento de Danielli
y Dauson y estableció que las regiones oscuras
correspondían a componentes polares
probablemente proteínas y las bandas claras serían
lípidos organizados en una bicapa lipidica
1972 Singer y Nicolson establecen el modelo de
mosaico fluido

12. En la actualidad el modelo más aceptado es el propuesto por Singer y
Nicholson (1972), denominado modelo del mosaico fluido , que
presenta las siguientes características
Considera que la membrana es como
un mosaico fluido en el que la bicapa
lipídica es la red cementante y las
proteínas embebidas en ella,
interaccionando unas con otras y con
los lípidos. Tanto las proteínas como
los lípidos pueden desplazarse
lateralmente
Los lípidos y las proteínas
integrales se hallan dispuestos
en mosaico.
Las membranas son estructuras
asimétricas en cuanto a la
distribución fundamentalmente de
los glúcidos, que sólo se
encuentran en la cara externa

13. Funciones de la membrana plasmática.
Sus funciones se pueden resumir en:
1. Constituye el límite fundamental de toda célula viva
2. Regula los movimientos de sustancias desde y hacia la célula
manteniendo concentración intracelular de moléculas en los niveles
adecuados para que se realicen los procesos básicos
3. Conducir potenciales de acción electroquímicos (células excitables
4. Movimiento de sustancias a través de la membrana celular
5. Participar en interacciones directas con la membrana plasmática de
células vecinas, formando uniones intracelulares.
6. Mantener estable la forma celular con la ayuda de la interacción con
elementos del citoesqueleto y de la matriz extracelular.
7. Transducción de señales mediante segundos mensajeros

14. La bicapa lipídica de la membrana actúa como una barrera que separa dos
medios acuosos, el medio donde vive la célula y el medio interno celular
Las células requieren nutrientes del exterior y deben eliminar sustancias de
desecho procedentes del metabolismo y mantener su medio interno
estable.
La membrana presenta una permeabilidad selectiva, ya que permite
el paso de pequeñas moléculas, siempre que sean lipófilas, pero regula
el paso de moléculas no lipófilas

15. Los mecanismos de transporte pueden verse en el siguiente
esquema

16. Transporte de moléculas de baja masa molecular
El transporte pasivo. Es un proceso de difusión de sustancias a través de
la membrana. Se produce siempre a favor del gradiente, es decir, de
donde hay más hacia el medio donde hay menos. Este transporte puede
darse por
1.- Difusión simple . Es el paso de pequeñas moléculas a favor del
gradiente; puede realizarse a través de la bicapa lipídica o a través
de canales proteicos
1.a.-Difusión simple a través de la bicapa (1).
Así entran moléculas lipídicas como las
hormonas esteroideas, anestésicos como
el éter y fármacos liposolubles. Y
sustancias apolares como el oxígeno y el
nitrógeno atmosférico. Algunas moléculas
polares de muy pequeño tamaño, como el
agua, el CO2, el etanol y la glicerina, también
atraviesan la membrana por difusión simple.
La difusión del agua recibe el nombre de
ósmosis

17. Osmosis: Si tenemos dos disoluciones acuosas de distinta concentración
separadas por una membrana semipermeable (deja pasar el
disolvente pero no el soluto), se produce el fenómeno de la ósmosis
que es un tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso del agua
(disolvente) a través de la membrana semipermeable desde la solución
más diluida hipotónica- a la más concentrada hipertónica-,
este movimiento continuará hasta que las dos soluciones tengan la
misma concentración -isotónicas
La membrana plasmática de la célula puede considerarse como
semipermeable, y por ello las células deben permanecer en
equilibrio osmótico con los líquidos que las bañan

18. En la célula, las moléculas de agua atraviesan libremente la
membrana semipermeable en ambas direcciones, pero el
movimiento neto se ejerce desde el área con mayor concentración
acuosa hacia el área que presenta menos concentración. Este flujo
del agua en sentido de su gradiente ejerce una presión
denominada presión osmótica y corresponde a la presión que sería
necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana
semipermeable

19. Cuando la célula se encuentra en un medio
isotónico, el intercambio de agua está
balanceado y no se presentan alteraciones
del volumen celular. El plasma sanguíneo, la
linfa y el líquido intersticial constituyen una
solución isotónica respecto a las células con
las que se ponen en contacto

20. Si los líquidos extracelulares
aumentan su concentración de
solutos se tornan hipertónicos
respecto a la célula, y ésta pierde
agua, se deshidrata y mueren –
plamólisis

21. Y si por el contrario los medios
extracelulares se diluyen, se hacen
hipotónicos respecto a la célula, el
agua tiende a entrar y las células se
hinchan, se vuelven turgentes –
turgescencia-, llegando incluso a
estallar

22. 1.b.- Difusión simple a través de
canales (2).Se realiza mediante
las denominadas proteínas de
canal. Así entran iones como el
Ca2+, Cl-. Las proteínas de canal
son proteínas con un orificio o
canal interno, cuya apertura está
regulada, por ejemplo por ligando,
como ocurre con
neurotransmisores u hormonas,
que se unen a una determinada
región, el receptor de la proteína
de canal, que sufre una
transformación estructural que
induce la apertura del canal

23. 1.c.- Difusión facilitada (3). Permite el transporte de pequeñas
moléculas polares, como los aminoácidos,
monosacáridos, etc, que al no poder, que al no poder
atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas
trasmembranosas faciliten su paso. Estas proteínas
reciben el nombre de proteínas transportadoras o
permeasas que, al unirse a la molécula a transportar
sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha
molécula hacia el interior de la célula

24. El transporte activo (4). En este proceso también actúan
proteínas de membrana, pero éstas requieren energía, en
forma de ATP, para transportar las moléculas al otro lado
de la membrana. Se produce cuando el transporte se
realiza en contra del gradiente electroquímico. Son
ejemplos de transporte activo la bomba de Na/K, y la
bomba de Ca
1.- La bomba de Na+/K+ Requiere una
proteína transmembranosa que
bombea Na+ hacia el exterior de la
membrana y K+ hacia el interior.
Esta proteína actúa contra el
gradiente gracias a su actividad
como ATP-asa, ya que rompe el ATP
para obtener la energía necesaria
para el transporte
Por este mecanismo, se bombea 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior,
con la hidrólisis acoplada de ATP. El transporte activo de Na+ y K+ tiene una
gran importancia fisiológica

25. Transporte de moléculas de elevada masa molecular
Para el transporte de este tipo de moléculas existen tres mecanismos
principales: endocitosis, exocitosis y transcitosis. En cualquiera de
ellos es fundamental el papel que desempeñan las llamadas vesículas
revestidas. Estas vesículas se encuentran rodeadas de filamentos
proteicos de clatrina
1.- Endocitosis: Es el proceso por el que la célula capta
partículas del medio externo mediante una invaginación de
la membrana en la que se engloba la partícula a ingerir. Se
produce la estrangulación de la invaginación originándose
una vesícula que encierra el material ingerido. Según la
naturaleza de las partículas englobadas, se distinguen
diversos tipos de endocitosis

26. 1.a.-Pinocitosis. Implica la
ingestión de líquidos y
partículas en disolución por
pequeñas vesículas
revestidas de clatrina.
1.b.- Fagocitosis. Se
forman grandes vesículas
revestidas o fagosomas que
ingieren microorganismos y
restos celulares.

27. 1.c.- Endocitosis
mediada por un
receptor. Es un
mecanismo por el que
sólo entra la sustancia
para la cual existe el
correspondiente receptor
en la membrana

28. 2. La exocitosis es el proceso mediante el cual se vierten al
exterior macromoléculas intracelulares encerradas en vesículas.
Estas macromoléculas pueden ser liberadas de roma continua,
como ocurre en las glándulas de secreción externa, mientras que
otras han de esperar una señal mediada por un mensajero químico
(hormona) que, al unirse a los receptores de superficie, aumenta los
niveles de Ca+ y provoca la exocitosis, como sucede en el sistema
nervioso

29. 3.- Transcitosis.Es el conjunto de fenómenos que permiten a
una sustancia atravesar todo el citoplasma celular desde un
polo al otro de la célula. Implica el doble proceso endocitosis-
exocitosis. Es propio de células endoteliales que constituyen los
capilares sanguíneos, transportándose así las sustancias desde
el medio sanguíneo hasta los tejidos que rodean los capilares

30. Recepción y Transducción de señales.
La supervivencia de todos los organismos, exige que sus
células sean capaces de responder adecuadamente a
los estímulos (cambios ambientales de cualquier tipo).
Esta capacidad implica la presencia de unos receptores
en la membrana celular capaces de ser activados por
mensajes que le venga del medio extracelular
•Unión de la molécula señal a su receptor y activación de éste.
•El complejo formado por el receptor y la molécula señal, activa a
una proteina de membrana llamada proteina G
•Ésta activa a su vez, el enzima de membrana adenilato-ciclasa, que
a partir de ATP sintetiza AMPc
•Y por último, el AMPc activa a una enzima intracelular capaz de
activar a otros muchos enzimas intracelulares, que desencadenan
una cascada de acontecimientos, hasta provocar la respuesta
celular