miércoles, 8 de julio de 2009

MEMBRANA PLASMATICA


QUE ES LA MEMBRANA?
La membrana celular es la estructura fina que envuelve a la célula y separa el contenido de la célula de su entorno.

Es la encargada de permitir o bloquear la entrada de sustancias en la célula.
La membrana consiste en una doble capa de lípidos que encierran las proteínas.

Consiste en una bícapa de fosfolípidos. La membrana citoplasmática está compuesta por proteínas, lípidos de hidratos de carbono. La membrana plasmática tiene un grosor de unos 75 Å (angstrom), vista al microscopio electrónico presenta entre dos capas oscuras una central más clara.


Los lípidos suponen aproximadamente el 50 % de la composición de la membrana plasmática en una gran mayoría de los seres vivos. Los más importantes son los fosfolípidos, que se encuentran en todas las células, le siguen los glucolípidos, así como esteroides. Estos últimos no existen o son escasísimos en las membranas plasmáticas de las células procariotas.

MODELO MOSACIO FLUIDO
El actual modelo de la estructura de la membrana plasmática es el resultado de un largo camino que comienza con las observaciones indirectas que determinaron que los compuestos liposolubles pasaban fácilmente esta barrera lo que llevó a Overton, ya en 1902, a sostener que su composición correspondía al de una delgada capa lipídica; posteriormente se agregó a esta propuesta la que sostenía que en la composición también intervenían proteínas. Hacia 1935 Danielli y Davson sintetizaron los conocimientos proponiendo que la membrana plasmática estaba formaba por una "bÍcapa lipídica" con proteínas adheridas a ambas caras de la misma.


FLUIDEZ DE LA MEMBRANA
La fluidez de la mem
brana puede variar con la composición química de sus componentes. Así, generalmente, la menor longitud o la mayor cantidad de enlaces insaturados de las cadenas de ácidos grasos, así como el aumento de la concentración de colesterol, hacen que las membranas sean más fluidas. La disminución de la temperatura también disminuye la fluidez de la membrana. Por tanto, las células podrían alterar la fluidez de sus membrana modificando su composición química.





MOVIMIENTOS DE FOSFOLIPIDOS
La movilidad de los fosfolípidos son los tipos de movimientos posibles
de las moléculas de fosfolípido en una bícapa lipídica:

— Rotación: es como si girara la molécula en torno a su eje. Es muy frecuente y el responsable en parte de los otros movimientos.

— 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.

— Flexión: son los movimientos producidos por las colas hidrófobas de los fosfolípidos.


RECEPTORES
Los receptores son proteínas o glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en las membranas de los organelos o en el citosol celular, a las que se unen específicamente otras sustancias químicas llamadas moléculas señalizadoras, como las hormonas y los neurotransmisores.



PROTEÍNAS DE MEMBRANA
Las proteínas de una membrana biológica pueden asociarse a la bícapa lipídica de dos maneras: como proteínas periféricas en la superficie de la membrana o como proteínas integrales dentro de la bícapa lipídica.
Las proteínas periféricas suelen estar unidos a los grupos cargados ( cabezas) de la bícapa lipídica por interacciones polares, electroestáticas o de ambos tipos. Se les puede separar con tratamientos suaves, como levar la fuerza iónica del medio. Las partículas cargadas que están presentes en cantidades relativamente altas en un medio de mayor fuerza iónica tienen mas interacciones electroestáticas con los lípidos y las proteínas, de modo que “abruman” las interacciones electroestáticas relativamente menos numerosas entra las proteínas y los lípidos.
Sus funciones son diversas. Casi todas, las funciones importantes de la membrana son las del componente proteínico. Las proteínas de transporte ayudan a pasar sustancias hacia el interior y el exterior de la célula, y las proteínas receptoras son importantes para la transferencia se señales extracelulares, como hormonas o neurotransmisores, hacia la célula.

Las proteínas de la membrana plasmática realizan funciones específicas (transporte, comunicación, uniones con otras células, etc.). Se puede realizar una primera clasificación con relación a los lípidos en:
Proteínas integrales: Unidas a los lípidos intímamente, suelen atravesar la bicapa lípidica una o varias veces
Proteína periféricas: A un lado u otro de la bicapa lipídica, están unidas debilmente por enlaces de hidrógeno a las cabezas polares de los lípidos de la membrana.




FUNCIONES
a) Delimita y protege las células.b) es una barrera selectivamente permeable, ya que impide el libre intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro.c) permite el paso o transporte de solutos de un lado a otro de la célula, pues regula el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula siguiendo un gradiente de concentración.
d) poseen receptores químicos que se combinan con moléculas específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica, por ejemplo, inhibiendo o estimulando actividades internas como el inicio de la división celular, la elaboración de más glucógeno, movimiento celular, liberación de calcio de las reservas internas, etc.

Es evidente que la membrana plasmática es la entrada y salida de todo tipo de
moléculas, tanto desechos hacia el exterior, como la aportación de material plástico y energético a la célula. Este paso a través de la membrana plasmática se realiza de dos formas, con pérdida energética (con un trabajo para la célula) o sin ella.


TRANSPORTE PASIVO
Es el intercambio de sustancias entre el interior celular y el exterior a través de la membrana celular o el movimiento de moléculas dentro de la célula.
El transporte pasivo es el intercambio simple de moléculas a través de la membrana plasmática, durante el cual la célula no gasta energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde hay menor. El proceso celular pasivo se realiza por difusión. En sí, es el cambio de un medio de mayor concentración (medio hipertónico) a otro de menor concentración (un medio hipotónico).

Tipos de transporte pasivo:

· Difusión simple
Algunas sustancias pasan al interior o al exterior de las células a través de una membrana semipermeable, y se mueven dentro de éstas por Difusión simple, siendo un proceso físico basado en el movimiento al azar. La difusión es el movimiento de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a una de menor concentración sin requerir gasto de energía. La difusión implica, no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas (y esto ocurre cuando las partículas que azarosamente vienen se equiparan con las que azarosamente van) sino también el homogéneo potencial químico del fluido, ya que de existir una membrana semipermeable que particione un fluido en dos de distinto potencial químico, se generará una presión osmótica desde el potencial químico mayor (p.e. solvente puro) hacia el menor (p.e. solvente y soluto) hasta que ambas particiones se equiparen o la presión hidrostática equilibre la presión osmótica.
Darle clic al link para ver una animación de la difusión:
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_diffusion_works.html



· Difusión facilitada
Proceso donde las moléculas pasan a través de la bícapa de fosfolípidos, con la ayuda de las proteínas de transporte. Estas proteínas canales pueden abrirse y cerrarse con el voltaje del ión, provinente de un impulso del sistema nervioso, que pasa a través del axón.
Este canal permite el paso de moléculas más grandes que en el transporte activo ya que pasan a través de las proteínas atraídas por el ión que hace que entren en el citoplasma. Estas moléculas grandes suelen ser glucosa o aminoácidos. Sin embargo, debido a la naturaleza hidrófoba de los lípidos que componen las membranas de la célula sino fuera por la proteína de transporte las moléculas solubles en agua (glucosa, etc.) y los iones no podrían pasar a través de la membrana, ya que serían demasiado grandes. La proteína del transporte implicada es trans-membranal, es decir, atraviesa totalmente la membrana y está formada por un agujero en el medio que permite a las moléculas pasar a través de ella.
En comparación con transporte activo, la difusión facilitada no requiere energía (ATP) y además no va en contra del gradiente de concentración. La difusión facilitada puede ocurrir en poros y canales bloqueados. Los poros nunca se cierran, pero los canales bloqueados se abren y se cierran en respuesta a estímulos nerviosos. Las proteínas del transporte que participan en la difusión facilitada son similares a las enzimas. Las proteínas del transporte también tienen un límite de solutos que pueden transportar.
Quieres ver como se da este transporte? Da clic ahora mismo aquí!
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_facilitated_diffusion_works.html



· Osmosis
Proceso en el cual las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración (disolución hipotónica) a la de mayor concentración (disolución hipertónica). Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.
En los seres vivos, este movimiento del agua a través de la membrana celular puede producir que algunas células se arruguen por una pérdida excesiva de agua, o bien que se hinchen (posiblemente hasta reventar) por un aumento también excesivo en el contenido celular de agua. Para evitar estas dos situaciones, de consecuencias desastrosas para las células, estas poseen mecanismos para expulsar el agua o los iones mediante un transporte que requiere gasto de energía.
Osmosis? No te lo imaginas? Pues velo aquí en acción!
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_osmosis_works.html


TRANSPORTE ACTIVO
Mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones menos concentradas a otras más concentradas. Es un proceso que requiere energía. Normalmente, las sustancias disueltas en forma de partículas con carga eléctrica llamadas iones tienden a difundirse o pasar pasivamente desde regiones de concentración alta a otras de concentración baja, de acuerdo con el gradiente de concentración.
El transporte activo permite a la célula regular y controlar el movimiento de sustancias, transportándolas al interior o al exterior.
Existen varios transportes activo como pero la mas mencionada es la Bomba de Sodio – Potasio.

· Bomba de Sodio y Potasio
La bomba de sodio y potasio cumple un rol muy importante en la producción y transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción de las células musculares. El sodio tiene mayor concentración fuera de la célula y el potasio dentro de la misma. La proteína transmembrana “bombea” sodio expulsándolo fuera de la célula y lo propio hace con el potasio al interior de ella. Este mecanismo se produce en contra del gradiente de concentración gracias a la enzima ATPasa, que actúa sobre el ATP con el fin de obtener la energía necesaria para que las sustancias puedan atravesar la membrana celular.

La forma de actuar de la bomba de sodio y potasio es la siguiente:
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how_the_sodium_potassium_pump_works.html



TRANSPORTE DE MASA MOLECULAR
Algunas sustancias más grandes como polisacáridos, proteínas y otras células cruzan las membranas plasmáticas mediante varios tipos de transporte grueso:

Endocitosis
Es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la célula a través de la membrana. Se conocen tres tipos de endocitosis:

• Fagocitosis: en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la partícula sólida. Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica o fagosoma. El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas. Los glóbulos blancos constituyen el ejemplo más notable de células que fagocitan bacterias y otras sustancias extrañas como mecanismo de defensa.

• Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o vésicula de líquido extracelular. En este caso, no se forman pseudópodos, sino que la membrana se repliega creando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula.

• Endocitosis mediante un receptor
Este es un proceso similar a la pinocitosis, con la salvedad que la invaginación de la membrana sólo tiene lugar cuando una determinada molécula, llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana.
Una vez formada la vesícula endocítica está se une a otras vesículas para formar una estructura mayor llamada endosoma. Dentro del endosoma se produce la separación del ligando y del receptor:
Los receptores son separados y devueltos a la membrana, mientras que el ligando se fusiona con un liposoma siendo digerido por las enzimas de este último.
Aunque este mecanismo es muy específico, a veces moléculas extrañas utilizan los receptores para penetrar en el interior de la célula. Así, el VIH entra en las células de los linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas llamadas CD4 que están presentes en la membrana de los mismos.



Exocitosis
Durante la exocitosis, la membrana de la vesícula secretora se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de la misma. Por este mecanismo las células liberan hormonas (p.ej. la insulina), enzimas (p.ej. las enzimas digestivas) o neurotransmisores imprescindibles para la transmisión nerviosa.





POTENCIAL DE MEMBRANA
Los P.M. son cambios rápidos de polaridad a ambos lados de la membrana de menos de 1 milisegundo. Cuando se habla de potenciales de membrana, se debería de hablar del "Potencial de Difusión", dicho potencial esta generado por una diferencia de concentración iónica a ambos lados de la membrana celular. Los P.M. son la base de la propagación del impulso nervioso.

EFECTO DONNAN

Es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo. Se juega con los iones y con las cargas.
El equilibrio de membrana de Donnan se basa en que a un lado de la membrana hay que "aplicar" una disolución "por ejemplo" cloruro sodico y al otro lado de la membrana un electrólito cargado negativamente, los iones que son de signo contrario pasan a través de la membrana, y los iones de cloruro y de sodio pasan sin ninguna dificultad por la membrana, los iones de las partículas aniónicas no pasan teniendo un equilibrio a lo largo de la membrana, como existe un equilibrio los volúmenes en la disolución a ambos lados de la membrana son idénticos, la actividad o concentración del cloruro sódico es la misma.


DIALISIS
Las diferentes sustancias de todo ser vivo están formando con el agua dispersiones bien moleculares o bien verdaderas. Ya hemos visto que en función de la concentración de los medios puede aparecer el fenómeno de ósmosis, pero también pueden suceder otros como la diálisis o la difusión.
En la diálisis la membrana será atravesada por el propio disolvente y partículas de pequeñas de bajo peso molecular, movimiento que se realizará a favor del gradiente de concentración, es decir de la más concentrada a la menos concentrada. Cuando el riñón es incapaz de llevar a cabo la filtración glomerular se recurre a diálisis (hemodiálisis).


QUE ES LA HEMODIALISIS?
Es un tratamiento que remueve las sustancias tóxicas y/o el exceso de líquido acumulados en la sangre y en los tejidos del cuerpo a causa de una falencia renal.
La sangre pasa del cuerpo al sistema extra-corporal —máquina de diálisis— mediante una bomba que la impulsa hacia un filtro/dializador, también conocido como “riñón artificial”.

Este riñón es nada mas ni menos que una membrana artificial formada por delgados tubos plásticos semipermeables, con numerosos poros microscópicos, y se le denomina “dializador capilar”. Este dializador puede tener diferentes tamaños, tasas de depuración (limpieza) y volúmenes de llenado.




BIBLIOGRAFIA

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada