Micelas, Iones e Iones Monovalentes

Micelas

• Son estructuras esféricas y estables formadas por moléculas anfipáticas
• Las moléculas anfipáticas tienen una región polar (hidrofílica) y otra apolar (hidrofóbica)
• Las micelas poseen un centro hidrofóbico y una superficie cubierta de grupos polares hidrofílicos

Iones

• Un ion es un átomo o grupo de átomos con carga eléctrica
• Los iones pueden ser positivos o negativos

Iones Monovalentes

• Son iones con una valencia de uno, habiendo ganado o perdido un electrón
• Pueden ser cationes (carga positiva unitaria) o aniones (carga negativa unitaria)
• Ejemplos incluyen Hidrógeno, Sodio y Potasio
• Son esenciales para funciones biológicas y químicas como la transmisión nerviosa, el equilibrio de fluidos y la actividad enzimática

Bebidas Isotónicas

• Contienen azúcares y sales minerales a la misma presión osmótica que la sangre
• Se utilizan para reponerse tras un ejercicio físico intenso
• Composición típica incluye:
  • Agua, azúcar, dextrosa, ácido cítrico, sal, citrato de sodio, fosfato monopotásico, goma arábiga, saborizantes, acetato isobutirato de sacarosa, goma éster y colorante

Proteínas

• Son moléculas grandes y complejas con funciones críticas en el cuerpo
• Son claves para la estructura, función y regulación de tejidos y órganos

Ácidos Nucleicos

• Son biomoléculas grandes con funciones esenciales en células y virus
• Implican el almacenamiento y expresión de información genómica

Célula (Analogía)

• Se compara a una micela doble, rodeada de "Gatorade" (líquido extracelular) y rellena de "Gatorade sin sal" (citoplasma)
• Las "piezas de Lego" representan organelos y estructuras internas
• Una "célula muy grande, llena de libros" alude al núcleo con ADN
• Las "piezas de Lego que leen" podrían ser ribosomas o proteínas que interpretan información genética

Barrera Hematoencefálica

• El astrocito está involucrado en la barrera hematoencefálica (BHE)
• La BHE protege el cerebro y médula espinal, formada por células endoteliales y astrocitos que filtran sustancias dañinas

Soporte Sináptico

• Los astrocitos brindan soporte a las sinapsis

Vaina de Mielina

• Las células de Schwann (SNP) y los oligodendrocitos (SNC) producen la vaina de mielina

Interneuronas

• Integran y procesan aferencias sensitivas, considerando el contexto

Neuronas Sensitivas

• Transmiten información desde sensores de estímulos externos (luz, sonido, tacto, etc.) y condiciones internas (presión arterial, CO2, tensión muscular)

Neuronas Motoras

• Las eferencias motoras dejan el SNC a través de las neuronas motoras
• Se comunican con células efectoras (células musculares o endócrinas)

Microglía

• Son células nerviosas encargadas de fagocitar patógenos

Neuronas vs. Glía

• Neuronas: Transmiten señales eléctricas y químicas
• Glía: Apoya, nutre, protege y aísla las neuronas, sin transmitir impulsos

Tipos de Neuronas

• Se clasifican por función (sensoriales, motoras, interneuronas), morfología (unipolares, bipolares, multipolares, pseudounipolares) y dirección del impulso (aferentes, eferentes, de asociación)

Localización de las Neuronas

• Se encuentran en todo el cuerpo, formando parte del SNC y SNP

Neuronas Piramidales

• Son neuronas excitatorias en la corteza cerebral, hipocampo y amígdala, con forma de pirámide
• Un ejemplo son las neuronas de Betz en la corteza motora primaria, que controlan el movimiento voluntario

Axón Más Largo

• La neurona sensorial o motora del nervio ciático es la más larga, llegando a medir más de 1 metro

La Membrana Celular

• Identificación de los principales modos de difusión y transporte en la membrana.
• Difusión pasiva (A).
• Difusión facilitada (B).
• Difusión facilitada por proteína transportadora (C).
• Transporte contragradiente (D).

Tipos de Moléculas que Atraviesan la Bicapa Lipídica

• Moléculas pequeñas y no polares (hidrofóbicas): Pueden disolverse en los lípidos de la membrana, como el oxígeno (O₂), dióxido de carbono (CO₂) y nitrógeno (N₂).
• Moléculas liposolubles (hidrofóbicas): Hormonas esteroides (estrógeno, testosterona, cortisol), vitaminas liposolubles (A, D, E, K) y fármacos lipofílicos.
• Moléculas polares MUY pequeñas (sin carga): Agua (H₂O) y glicerol.

Estructuras Facilitadoras

• Moléculas grandes y polares: Necesitan estructuras de facilitación debido a su tamaño y carga. Iones (Na⁺, K⁺, Cl⁻, Ca²⁺, H⁺): No pueden cruzar debido a la parte hidrofóbica de la bicapa. Moléculas hidrofílicas (glucosa, aminoácidos): No se disuelven en la membrana lipídica.

Tipos de Estructuras Facilitadoras

• Proteínas de canal (difusión facilitada): Permiten el paso de iones específicos sin gasto de energía (ej., canales de Na⁺ y K⁺).
• Bombas de membrana (transporte activo): Mueven moléculas contra su gradiente de concentración, requiriendo ATP (ej., bomba de sodio-potasio).

Potencial de Membrana en Reposo

• La membrana en reposo tiene una diferencia de potencial eléctrico de -70mV, siendo el interior celular más negativo

Cargas Negativas en el Interior Celular

• Presencia de proteínas intracelulares con carga negativa que no pueden salir de la célula.
• La bomba de Na⁺/K⁺ contribuye a la negatividad interna al sacar 3 Na⁺ y meter 2 K⁺.
• Pérdida de K⁺ a través de canales de fuga.

Ión Sodio (Na⁺)

• Tiende a entrar debido al gradiente de concentración (mayor fuera) y al gradiente eléctrico (interior negativo atrae iones positivos).
• la membrana en reposo es poco permeable al sodio.

Ión Potasio (K⁺)

• Tiene un efecto mixto debido al gradiente de concentración (tiende a salir) y al gradiente eléctrico (tiende a quedarse en el interior negativo).

Tejido Nervioso

• Grupo de células con características similares y un origen embrionario común
• Formado por neuronas y células gliales

Neuronas

• Células excitables que comunican información a través de sinapsis
• Son altamente especializadas y poseen excitabilidad y conductividad
• Generalmente no se reproducen

Células Gliales

• Nutren y protegen a las neuronas
• Asisten en la transmisión de información nerviosa
• Aproximadamente igual número de neuronas y células gliales

Dendritas

• Proyecciones cortas, numerosas y ramificadas del soma
• Pueden presentar espinas para aumentar la superficie
• Punto de entrada de la información (polo receptor o aferente)

Soma o Cuerpo Neuronal

• Contiene el núcleo y organelos celulares como el retículo endoplásmico rugoso (síntesis de proteínas), aparato de Golgi (empaquetamiento), mitocondrias (energía), etc.
• Procesa la información
• Importante punto de entrada de información

Cono de Arranque

• Porción inicial del axón
• Es muy excitable debido a la alta concentración de canales de sodio dependientes del voltaje
• Se decide si una señal nerviosa se comunicará a otras neuronas

Axón

• Proyección única más larga que las dendritas
• Se origina en el cono de arranque y se ramifica en el teledendron
• Puede presentar ramas colaterales
• Conduce información hacia otras células (polo emisor, de salida o eferente)

Vaina de Mielina

• Recubrimiento de algunos axones
• Presenta interrupciones (nodos de Ranvier)
• Permite una mayor velocidad de conducción de los impulsos nerviosos
• Formada por oligodendrocitos (SNC) y células de Schwann (SNP)

Membrana Celular

• Bicapa lipídica con proteínas asociadas (intrínsecas/integrales y extrínsecas/periféricas)
• Límite entre la célula y el espacio extracelular
• Recepción de señales, transporte de sustancias, distribución desigual de cargas eléctricas y transmisión de impulsos eléctricos

Transporte a Través de la Membrana Celular

• Las partículas tienden a moverse de regiones de mayor a menor concentración
• A) Difusión pasiva (sin carga ni trabajo) para hormonas esteroideas
• B) Difusión facilitada a través de canales proteicos
• C) Difusión facilitada por una proteína transportadora
• D) Transporte contragradiente (requiere energía)

Tipos de Transporte

• Muchos tipos de transporte ocurren durante la transmisión de información en las neuronas

Astrocitos (Células Gliales)

• Con forma de estrella y muchas proyecciones
• Dan sostén estructural a las sinapsis
• Contactan con capilares y neuronas (nutrientes)
• Promueven la vasodilatación de capilares cercanos a neuronas activas
• Forman la barrera hematoencefálica
• Regulan la concentración extracelular de iones y neurotransmisores

Oligodendrocitos y Células de Schwann

• Forman la vaina de mielina en el SNC (oligodendrocitos) y SNP (células de Schwann)

Microglía

• Fagocitan restos celulares
• Liberan factores de crecimiento y neurotróficos
• Promueven la reparación del tejido nervioso activando astrocitos

Otras Células Gliales

• Células ependimarias (SNC): Recubren cavidades con líquido cefalorraquídeo y lo hacen circular
• Glía radial: Forma un andamiaje para la migración de neuronas durante el desarrollo embrionario
• Células de la glía satélite (SNP): Proporcionan sostén estructural y nutrientes

Potencial de Reposo de la Membrana Celular

• Diferencia de cargas eléctricas cuando la neurona está en reposo (-70mV)
• Depende del gradiente electroquímico y la permeabilidad de la membrana

Gradientes Eléctrico y Químico

• El gradiente electroquímico resulta de la interacción entre los gradientes eléctrico y químico

Factores que Generan el Potencial de Reposo

• Canales pasivos de K+ y bomba de Na+/K+
• 80% debido a la difusión pasiva de iones a favor de los gradientes
• 20% debido a la acción de la bomba de Na+/K+

Canales Pasivos

• Siempre abiertos, permiten el flujo de iones
• El flujo de K+ es el principal componente para establecer el potencial de reposo

Bomba de Na+/K+

• Proteína integral que transporta potasio al interior y sodio al exterior
• Mantiene la diferencia de concentración iónica
• Contribuye a la diferencia de potencial al mover cargas

Establecimiento del Potencial de Reposo (Continuación)

• La membrana neuronal tiene canales de fuga siempre abiertos
• Es más permeable al K+ que al Na+
• K+ se transporta fuera de la célula (a favor del gradiente)
• Na+ se transporta hacia adentro (a favor del gradiente)
• Se generan más cargas positivas que ingresan
• La bomba de Na+/K+ va en contra de los gradientes
• En cada ciclo ingresan dos iones K+ y salen tres de Na+
• El movimiento genera una diferencia de potencial

Otros Potenciales de Membrana

• Pueden ser modificados por sinapsis neuronales, perturbaciones mecánicas (receptores del tacto), estímulos químicos (receptores olfativos/gustativos) y luminosos (retina)