Clase 2 La Célula PDF

La Célula ESCUELA HIMA SAN PABLO Advanced Pathophysiology Dra Maria de los A Rodriguez , ARNP, FNP-C, MSN, RN  Objetivos de la Presentación Discutir la estructura y función de los diferentes componentes celulares. Explicar el proceso de ad...

La Célula ESCUELA HIMA SAN PABLO Advanced Pathophysiology Dra Maria de los A Rodriguez , ARNP, FNP-C, MSN, RN  Objetivos de la Presentación Discutir la estructura y función de los diferentes componentes celulares. Explicar el proceso de adhesión de célula a célula. Discutir comunicación celular y transducción. Describir el significado de metabolismo celular. Explicar transporte de membrana y su relación con la entrada y salida celular. Definir reproducción celular y analizar el ciclo celular. Discutir el proceso de adaptación celular. Definir y explicar lesión celular. Identificar y distinguir las manifestaciones de daño celular. Discutir el proceso de distribución de líquidos o fluidos corporales. Reconocer las consecuencias que trae la alteración del movimiento de fluidos en el cuerpo. )  Vocabulario Clave Célula Prokariotes y Eukariotes Estructura y Función celular Adhesión de célula a célula Comunicación celular y Transduccion Metabolismo celular Transporte de membrana Reproducción celular Lesión o daño celular Distribución de fluidos del cuerpo  La Celula La célula es la unidad básica, estructural y En las células se pueden distinguir funcional de los seres vivos. Es la unidad distintas estructuras necesarias para el fundamental que contiene todo el desarrollo de sus funciones material necesario para mantener los fundamentales de nutrición, relación, y procesos vitales como crecimiento, reproducción. Esas estructuras son: el nutrición y reproducción. Se encuentra núcleo, la membrana citoplasmática, y el en variedad de formas, tamaños y citoplasma. funciones. La Celula Las células se clasifican en células procariotas y eucariotas. Las células procariotas se caracterizan por no tener un núcleo definido en su interior, mientras que las células eucariotas poseen su contenido nuclear dentro de una membrana. En las células en general se pueden distinguir distintas estructuras con el microscopio óptico: núcleo, membrana citoplasmática y citoplasma. Cada una de estas estructuras tendrá una función diferente, las cuales, en conjunto, complementaran las funciones de nutrición, relación, y reproducción. La adaptación celular es la respuesta que ellas ejercen ante estímulos fisiológicos excesivos o patológicos, mediante la cual consiguen mantener, aunque algo alterado, un estado de equilibrio relativo que les permite preservar la viabilidad y función de la propia célula. Las adaptaciones implican cambios celulares (hiperplasia, atrofia, hipertrofia y metaplasia). La forma más efectiva de respuesta celular ante un estímulo es la proliferación celular.  La Celula Núcleo celular: está rodeado por una envoltura nuclear, contiene el material genético de las células eucariotas. Es el centro de comando de las células eucarióticas. En las células procariotas no existe núcleo, por lo que el material genético está disperso. Membrana plasmática: es una barrera con permeabilidad selectiva, o sea, regula la entrada y salida de material de la célula y además recibe la información proveniente del exterior celular. Por la membrana plasmática entran nutrientes, agua y oxígeno, y salen dióxido de carbono y otras sustancias. Citoplasma: es el interior de la célula entre el núcleo y la membrana plasmática. Aquí se encuentra la maquinaria de producción y mantenimiento de la célula. Está constituido por un material gelatinoso llamado hialoplasma. Organelos del citoplasma: En el citoplasma se encuentran estructuras membranosas conocidas como organelos. Los organelos son los responsables por diversas actividades celulares, tales como almacenamiento, digestión, respiración celular, síntesis de material y excreción, es decir, son los responsables del mantenimiento de la vida celular La Célula  Estructura de la célula Membrana plasmática: constituida por una bicapa lipídica en la que están englobadas ciertas proteínas. El citoplasma: abarca el medio líquido, o citosol, y el morfoplasma (nombre que recibe una serie de estructuras denominadas orgánulos celulares). El material genético: constituido por una o varias moléculas de ADN. Según esté o no rodeado por una membrana, formando el núcleo, se diferencian dos tipos de células: las procariotas (sin núcleo) y las eucariotas (con núcleo El sistema endomembranoso: es el conjunto de estructuras membranosas (orgánulos) intercomunicadas que pueden ocupar casi la totalidad del citoplasma.  Estructura de la célula Orgánulos transductores de energía: son las mitocondrias y los cloroplastos. Su función es la producción de energía a partir de la oxidación de la materia orgánica (mitocondrias) o de energía luminosa (cloroplastos). Estructuras carentes de membranas: están también en el citoplasma y son los ribosomas, cuya función es sintetizar proteínas; y el citoesqueleto, que da dureza, elasticidad y forma a las células, además de permitir el movimiento de las moléculas y orgánulos en el citoplasma. El núcleo: mantiene protegido al material genético y permite que las funciones de transcripción y traducción se produzcan de modo independiente en el espacio y en el tiempo.  Es la capacidad que tienen las células(unicelulares y pluricelulares) de unirse a elementos del medio externo o a otras células, Adhesion permitiéndoles regular diversos aspectos como la morfología, la proliferación, y la migración. Celular La adhesión se realiza por medio de las denominadas proteínas de adhesión, las cuales se encuentran ancladas a la membrana plasmática. La adhesión celular se produce tanto por fuerzas electrostáticas y otras interacciones inespecíficas, como por moléculas de adhesión celular, que son específicas. La adhesión no sólo sirve para anclar y situar a las células para formar andamiajes tridimensionales, sino también como una forma de comunicación celular. El grado de adhesión y a quién se adhieren las células es un tipo de información útil para la célula. Mecanismos de Comunicación Celular a) Comunicación paracrina: la señal actúa sobre células vecinas a través de mensajeros químicos (factores de crecimiento, tromboxanos, prostaglandinas) b) Comunicación endocrina: la señal viaja por el torrente sanguíneo y alcanza células lejanas( moléculas señalizadores u hormonas) c) Comunicación autocrina: la señal llega de la misma célula de la cual salió (perpetúan su proliferación, controlada en el caso del embrión y descontrolada en el caso del cáncer). Mecanismos de Comunicación Celular d) Neurotransmisión: la señal es liberada por la célula transmisora al espacio sináptico, donde es captada por la célula receptora (neuro secreción, comunicación neuromuscular). e) Contacto célula- célula: la señal permanece anclada a la membrana de la célula emisora, mientras interactúa con la célula receptora. f) Mediante Gaps: la señal se difunde desde la célula emisora hacia la célula receptora a través de moléculas de adhesión celular (comunicación yuxtacrina).  Metabolismo Celular Es el conjunto de reacciones químicas que se producen en el interior de las células de un organismo; acopladas y simultáneas, en la que se sintetiza y degradan compuestos necesarios en los organismos. Mediante esas reacciones transforman las moléculas nutritivas que, digeridas y transportadas por la sangre, llegan a ellas. El metabolismo tiene principalmente dos finalidades: Obtener energía química utilizable por la célula, que se almacena en forma de ATP (adenosina trifostato). Esta energía se obtiene por degradación de los nutrientes que se toman directamente del exterior o bien por degradación de otros compuestos que se han fabricado con esos nutrientes y que se almacenan como reserva. Fabricar sus propios compuestos a partir de los nutrientes, que serán utilizados para crear sus estructuras o para almacenarlos como reserva. Al producirse en las células de un organismo, se dice que existe un metabolismo celular permanente en todos los seres vivos, y que en ellos se produce una continua reacción química.  Reacciones química metabólicas Catabolismo (fase destructiva) Anabolismo (fase constructiva) Las moléculas orgánicas más o menos complejas Reacción química para que se forme una sustancia más (glúcidos, lípidos), que proceden del medio externo o compleja a partir otras más simples. de reservas internas, se rompen o degradan total o A partir de compuestos sencillos (inorgánicos u orgánicos) se parcialmente transformándose en otras moléculas más sintetizan moléculas más complejas. Mediante estas reacciones sencillas (CO2, H2O, ácido láctico, amoniaco) y se crean nuevos enlaces por lo que se requiere un aporte de liberándose energía en mayor o menor cantidad que se energía que provendrá del ATP. almacena en forma de ATP (adenosín trifosfato) Las moléculas sintetizadas son usadas por las células para Esta energía será utilizada por la célula para realizar formar sus componentes celulares y así poder crecer y sus actividades vitales (transporte activo, contracción renovarse o serán almacenadas como reserva para su posterior muscular, síntesis de moléculas). utilización como fuente de energía.  Reacciones química metabólicas Reacciones Catabólicas Reacciones Anabólicas Son reacciones degradativas ,transformando compuestos Son reacciones de síntesis , a partir de compuestos sencillos complejos en otros más sencillos. se sintetizan otros más complejos. Son reacciones oxidativas , mediante las cuales se oxidan los Son reacciones de reducción , mediante las cuales compuestos orgánicos más o menos reducidos, liberándose compuestos más oxidados se reducen, para ello se necesitan electrones que son captados por coenzimas oxidadas que se los electrones que ceden las coenzimas reducidas (NADH, reducen. FADH2) las cuales se oxidan. Son reacciones exergónicas en las que se libera energía que Son reacciones endergónicas que requieren un aporte de se almacena en forma de ATP. energía que procede de la hidrólisis del ATP. Son procesos convergentes mediante los cuales a partir de Son procesos divergentes debido a que, a partir de unos compuestos muy diferentes se obtienen siempre los mismos pocos compuestos se puede obtener una gran variedad de compuestos (CO ₂ , ácido pirúvico, etanol). productos.  Transporte de Membrana Conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, bicapas lipídicas que poseen proteínas embebidas en ellas. Dicha propiedad se debe a la selectividad de membranas, una característica de las membranas celulares que las faculta como agentes de separación específica de sustancias de distinta índole química; permite la permeabilidad de ciertas sustancias pero no de otras.  Transporte de Membrana Transporte Pasivo: se produce a favor de gradiente, de donde hay mas hacia donde hay menos. Existen dos tipos: 1) Difusión simple: paso de pequeñas moléculas a favor del gradiente. Puede ser a través de una bicapa lipídica ( hormonas esteroideas, anestésicos, fármacos liposolubles, oxigeno, CO2, agua, nitrógeno atmosférico, etanol, glicerina); o bien a través de canales proteicos ( sodio, potasio, cloro, calcio.) 2) Difusión facilitada: requieren proteínas trans-membranosas o permeases, que al cambiar su estructura, permiten el paso de dichas moléculas al interior de las células (aminoácidos, monosacáridos). Transporte Pasivo  Transporte de Membrana Transporte Activo: requiere energía, en forma de ATP, para transportar moléculas al otro lado de la membrana, en contra del gradiente electroquímico (bomba de sodio/potasio, bomba de calcio). La bomba de Na+/K+ Requiere una proteína trans-membranosa 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. Transporte Activo 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. De hecho todas las células animales gastan más del 30% del ATP que producen ( y las células nerviosas más del 70%) para bombear estos iones.  Reproducción Celular La división celular es el proceso por el cual el material celular se divide entre dos nuevas células hijas. En los organismos unicelulares esto aumenta el número de individuos de la población. En las plantas y organismos multicelulares es el procedimiento en virtud del cual crece el organismo, partiendo de una sola célula, y también son reemplazados y reparados los tejidos estropeados.  Ciclo Celular Conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. La célula puede encontrarse en dos estados muy diferenciados: El estado de no división o interfase. La célula realiza sus funciones específicas y, si está destinada a avanzar a la división celular, comienza por realizar la duplicación de su ADN. El estado de división, llamado fase M.  Ciclo Celular : Interfase Período comprendido entre mitosis. Es la fase más larga del ciclo celular, ocupando casi el 90 % del ciclo, transcurre entre dos mitosis y comprende tres etapas: 1) Fase G₁ (del inglés Growth o Gap 1): Existe crecimiento celular con síntesis de proteínas y de ARN. Es el período que trascurre entre el fin de una mitosis y el inicio de la síntesis de ADN. Tiene una duración de entre 6 y 12 horas, y durante este tiempo la célula duplica su tamaño y masa debido a la continua síntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresión de los genes que codifican las proteínas responsables de su fenotipo particular  Ciclo Celular : Interfase 2) Fase S (del inglés Synthesis): Se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. El núcleo contiene el doble de proteínas nucleares. Tiene una duración de unas 10-12 horas y ocupa alrededor de la mitad del tiempo que dura el ciclo celular en una célula de mamífero típica. 3) Fase G₂ (del inglés Growth o Gap 2): Se continúa la síntesis de proteínas y ARN. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis.  Ciclo Celular : Fase M (mitosis y citocinesis) Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas - células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye : 1) La Mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase. Supone cambios drásticos en la célula, con la formación del huso mitótico. 2) La citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 horas, la fase M duraría alrededor de 30 minutos.  Ciclo Celular : Fase M- Mitosis Profase: comienza la condensación del ADN, y con la desaparición del nucléolo. Hay una desorganización parcial de los filamentos del citoesqueleto, y pérdida de adhesividad, lo que hace que las células adquieran una forma redondeada al entrar en mitosis. Cuando se inicia la profase los centrosomas viajan a polos opuestos dentro de la célula, conducidos por proteínas motoras y microtúbulos, con posterior formación del huso mitótico. Los orgánulos, como el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi, se fragmentan y disminuye enormemente el tráfico vesicular. La envuelta nuclear todavía no se ha roto.  Ciclo Celular : Fase M- Mitosis Metafase: Al final de la profase (o prometafase) las cromátidas hermanas están unidas entre sí y también a los microtúbulos cinetocóricos del huso mitótico. Las dos cromátidas hermanas unidas forman los cromosomas, que son desplazados hacia el centro del huso mitótico, equidistante a los dos centrosomas, formándose la denominada placa ecuatorial. Esto define a la metafase. Durante este periodo los cromosomas se mueven para ocupar su posición en la placa ecuatorial y a veces se desplazan temporalmente fuera de ésta. Ello es indicio del tira y afloja que mantienen los microtúbulos de cada centrosoma  Ciclo Celular : Fase M- Mitosis Anafase: comienza con la rotura de las conexiones entre cromátidas hermanas a nivel del centrómero, cada cromátidas irá hacia uno de los centrosomas. La velocidad del desplazamiento es normalmente de 1 µm por minuto. Esta separación de los centrosomas va acompañada por una elongación de los microtúbulos polares, aportando la fuerza las proteínas motoras, que hace que se deslicen unos microtúbulos polares sobre los otros. También parece que otras proteínas motoras se asocian a los microtúbulos que salen desde los centrosomas en dirección opuesta a las cromátidas y contactan con el cortex celular, tirando de los centrosomas. Son los microtúbulos del áster.  Ciclo Celular : Fase M- Mitosis Telofase: Durante esta fase se organiza de nuevo la envuelta nuclear alrededor de cada conjunto de cromátidas que han migrado hacia cada uno de los centrosomas formando los dos núcleos hijos. Esto se produce por defosforilación de las proteínas que constituyen la lámina nuclear. También se forman los poros nucleares y la cromátidas comienzan a descondensarse. Los microtúbulos se han liberado previamente de los cinetocoros.  Ciclo Celular : Fase M- Citocinesis La citocinesis es la etapa final del ciclo celular y supone la separación del citoplasma de la célula madre en dos partes que conformarán a las células hijas. Esta separación tiene lugar tras la segregación de los cromosomas, si no podría dar lugar a ploidías (desigual cantidad de cromosomas en las células hijas). La citocinesis es diferente en animales, plantas y hongos. Para completar la citocinesis han de eliminarse los restos del huso mitótico atrapados durante el estrangulamiento, desorganizarse el propio anillo y romperse y sellarse las membranas plasmáticas. Adaptaciones Celulares  Adaptación celular Es la respuesta de las células ante estímulos fisiológicos excesivos o patológicos, mediante la cual consiguen mantener, aunque algo alterado, un estado de equilibrio relativo que les permite preservar la viabilidad y función de la propia célula. Las adaptaciones implican cambios celulares (hiperplasia, atrofia, hipertrofia y metaplasia). La forma más efectiva de respuesta celular ante un estímulo es la proliferación celular. Entre las posibles adaptaciones celulares distinguimos: A)Hiperplasia (aumento del número de células). B)Hipertrofia (aumento del tamaño individual). C) Atrofia (disminución de tamaño y función celulares). D) Metaplasia (transformación patológica de un tipo de tejido en otro). What is Necrosis Vs What is Apoptosis?  Lesión celular Cuando se sobrepasan los límites de la respuesta adaptativa o ante un agente lesivo, tiene lugar la lesión celular que puede ser reversible, o llegar a ser irreversible alcanzando finalmente la muerte celular. La adaptación, lesión reversible y muerte celular pueden considerarse estadios del deterioro progresivo de la función y estructura normal de la célula. La muerte celular es un acontecimiento crucial en la evolución de una enfermedad. Es resultado de varias causas incluyendo isquemia, infección, toxinas y reacciones inmunitarias. Hay dos formas distintas de muerte celular: 1)La necrosis ocurre después de tipos de estrés anormales como, por ejemplo, la isquemia o lesión química, y siempre es patológica. 2)La apoptosis ocurre cuando la célula activa un programa controlado de muerte celular.  La apoptosis es una muerte fisiologica, Tambien conocida como “muerte Apoptosis programada”. Es un proceso regulado y controlado que ocurre durante el desarrollo, mantiene la homeostasia tisular, y elimina celulas dañadas. Puede ser inducida por estimulos intracelulares o extracelulares. vs. Es un proceso energeticamente activo que require de biosintesis de proteinas. Necrosis Sigue un orden especifico de eventos, con condensacion de cromatina, fragmentacion internucleosomal del DNA genomico, y mantenimiento de la estructura de organulos. Mantiene integridad de la membrana plasmatica, el contenido celular queda englobado en los cuerpos apoptoticos, no hay liberacion de contenido celular, y no se produce inflamacion. Hay una participacion active de components celulares, y los cuerpos apoptoticos son finalmente fagocitados. Apoptosis La necrosis es una muerte no fisiologica, muerte accidental traumatica, es un proceso no regulado, a vs. diferencia de la apoptosis. Esta inducida por un daño celular o tisular. Es un proceso energeticamente pasivo. Necrosis La celula se hincha durante la necrosis, se lisan organulos subcelulares, y se desintegra de forma desordenada.Al romperse la membrana plasmatica, se produce liberacion del contenido celular al espacio extracellular, asociado con inflamacion. Es un proceso pasivo, que produce no solo lisis celular, sino ademas daño a las celulas vecinas.