Resumen Tema 02 - Fisiopatología General

**Resumen Tema 02** =================== Las biomoléculas ---------------- Todos los organismos vivos se basan en la propiedad que tiene el átomo de **carbono** (C) de unirse con otros átomos de carbono y formar **cadenas carbonadas**, que pueden reaccionar con otros elementos, como **oxigeno** (O)...

**Resumen Tema 02** =================== Las biomoléculas ---------------- Todos los organismos vivos se basan en la propiedad que tiene el átomo de **carbono** (C) de unirse con otros átomos de carbono y formar **cadenas carbonadas**, que pueden reaccionar con otros elementos, como **oxigeno** (O), **hidrógeno** (H) o **nitrógeno** (N), y formar moléculas más complejas (**biomoléculas**), que sustentan todas las formas de vida conocidas. - **Carbohidratos, hidratos de carbono o azúcares (glúcidos):** actúan como moléculas **estructurales** y fuente de **energía**. - **Simples**: monosacáridos - **Unidas**: oligosacáridos - Dependiendo del número de **carbonos**: diosa, triosa, tetrosa\... - El glucógeno es un **polímero** de la glucosa - Su metabolismo es **aerobio** o **anaerobio** - **Proteínas:** tienen múltiples funciones, como formar **estructuras**, **enzimas**, **transportadoras**, **contracción**\... - **Formadas** por: **aminoácidos** (grupo amino + grupo ácido) - Se unen por **enlaces peptídicos** y forman **péptidos** - La secuencia de aminoácidos es la **estructura primaria** - El plegamiento de la proteína es la **estructura secundaria**, puede ser **helicoidal** (colágeno) o **plegada**. - La disposición **tridimensional** es la **estructura terciaria**, de ella dependen las propiedades biológicas de la proteína. Puede ser **fibrosa** o **globular** - Si dos o más proteínas se **asocian** forman una **estructura cuaternaria** - **Lípidos o grasas:** actúan como moléculas **estructurales**, fuente de **energía**, **reguladoras**, **protectoras**\... - Su característica principal es que son **insolubles** en agua - Algunos pueden formar **jabones** (saponificables) o no (no saponificables) - Entre los **saponificables**: ácidos grasos, glicéridos y los lípidos complejos - Entre los **no saponificables**: isoprenoides, esteroides y eicosanoides - Su metabolismo es siempre **anaerobio** - **Ácidos nucleicos:** contienen los **genes**, información para la **síntesis** de **proteínas** - Son moléculas **complejas** formadas por una **pentosa** (ribosa o desoxirribosa) unidas a **bases nitrogenadas** y a un **ácido fosfórico** - Las bases nitrogenadas pueden ser **púricas** (adenina y guanina) o **pirimidínicas** (timina, citosina y el uracilo) - **Ácido ribonucleico** (**ARN**): **ribosa** y las bases **adenina**, **guanina**, **citosina** y **uracilo** - **Ácido desoxirribonucleico** (**ADN**): **desoxirribosa** y las bases **adenina**, **guaina**, **citosina** y **timina** - Pueden formar una cadena simple (**monocatenario**) o doble cadena (**bicatenario**) - En el humano el **ADN** siempre es **bicatenario** y el **ARN** siempre **monocatenario** - Los enlaces para las formas **bicatenarias** son: **adenina**-**timina** y **citosina**-**guanina** Los organismos vivos tienen otros elementos, como **minerales** y compuestos **inorgánicos**. Destaca el ácido fosfórico (H~3~PO~4~), componente estructural de varias biomoléculas como el ADN, el ARN, el ATP\... Estudio básico de la célula y el medio interno ---------------------------------------------- Todas las **células humanas** son entes **independientes** que están separados del medio por una **membrana celular** llamada **membrana citoplasmática**, que limita en su interior una sustancia fundamental, el **protoplasma**, el cual se distribuye por dos regiones, el **citoplasma** y el **carioplasma** o **núcleo**, separados uno del otro por una **membrana nuclear**. Se reconocen en la célula tres partes: - El núcleo - El citoplasma - La membrana citoplasmática. Cuando una célula tiene estas tres partes, se dice que es **eucariota.** En el **interior** del **citoplasma** de las células **eucariotas** se observan numerosas estructuras u organelas, organitos u **orgánulos**, que desempeñan las **funciones celulares** y que se pueden clasificar según posean o no **membrana propia**. La parte del **citoplasma** que queda entre los orgánulos se denomina **citosol**. Hay células que **no poseen un núcleo diferenciado**, que no poseen (o poseen pocas) **estructuras internas** y que además de **membrana** pueden tener una estructura rígida llamada **pared celular**. A estas células se las llama **procariotas** (las **arqueas** y las **bacterias**). Todas las membranas celulares tienen la **misma estructura** y están **intercomunicadas**: - Mediante los **mecanismos celulares**, partes de la membrana citoplasmática pueden **introducirse** en el interior del **citoplasma** y formar **orgánulos** (fagosomas, por ejemplo) que pueden **fusionarse** con otros **orgánulos**. - Partes de las **membranas** de algunos orgánulos pueden **fusionarse** con la **membrana citoplasmática** para **expulsar** su contenido al exterior (secreción celular). - Las membranas no son estructuras **inertes**, sino muy **dinámicas**. La **membrana citoplasmática** y sus funciones: - El **armazón** de las **membranas biológicas** está formado por una **doble capa de fosfolípidos**, que constituyen, junto con el **colesterol** y otros **lípidos**, el 50% de sus **componentes**. El otro 50% son **proteínas** y **glúcidos asociados**. - Son muy importantes las **proteínas de membrana** (**proteoma**) y su organización en **complejos macromoleculares** localizados por **fuera** de la **membrana** (**glucocálix**), en el **espesor** de la membrana y por **dentro** de la membrana.  Los componentes de la membrana se organizan en **dominios estructurales** y **funcionales**. En cuanto a las funciones de la membrana citoplasmática, podemos citar las siguientes: - Actúa como un sistema de **comunicación** con el **exterior** gracias a la presencia de **moléculas** que reaccionan con sustancias **externas** (**receptores de membrana**) tanto de tipo **glucolipídico** como **glucoproteico**. - **Aísla** el **interior celular** de la **matriz extracelular**. - Debido a la diferente composición de la matriz extracelular en comparación con el **citoplasma**, la distribución de elementos **cargados eléctricamente** provoca un **gradiente eléctrico** (potencial de membrana) entre el exterior y el interior celular. La membrana permite mantener las **diferencias** de **composición** gracias a un **intercambio selectivo** de sustancias entre ambos compartimentos. - **Difusión simple:** movimiento de sustancias que sigue un gradiente de concentración o de presión, siempre que sean moléculas sin carga eléctrica. - **Difusión facilitada:** algunas sustancias difunden por diferencias de concentración, pero lo hacen a través de canales proteicos que se abren o cierran para facilitar esa difusión - **Ósmosis y ultrafiltración**: el mecanismo de **ósmosis** es un proceso de difusión facilitada para el agua, que se mueve de los lugares de mayor **presión osmótica** al de menor concentración osmótica. Si el peso del agua se produce por aumento de la **presión hidrostática**, hablamos de ultrafiltración.  Hay sustancias que solo **atraviesan** la **membrana** mediante **mecanismos activos** autocontrolados: - **Transportadores**: las proteínas de membrana actúan como transportadores uniéndose a sustancias específicas que no se pueden mover solas. - **Endocitosis**: varios procesos activos para la ingestión celular. Se consideran dos tipos de endocitosis: - **Fagocitosis**, por la que se incorporan partículas sólidas. - **Pinocitosis**, por la que se incorporan sustancias disueltas. **Marcadores de membrana:** El **glucocálix** está lleno de **microdominios**. Algunos de estos marcadores nos permiten distinguir si una célula pertenece a un individuo u otro. - **Antígenos de diferenciación (CD).** Son moléculas de **superficie** que se han caracterizado utilizando **anticuerpos** específicos contra ellas (anticuerpos monoclonales). - **Complejo mayor de histocompatibilidad (CMH, MHC, HLA).** Son **proteínas de membrana** (salvo las de clase III) que tienen una función de **presentar** los **antígenos** (sustancias extrañas). - **Grupos sanguíneos.** Se trata de conjuntos de moléculas de superficie de las células sanguíneas. Hay muchos grupos sanguíneos, pero los más conocidos son el **grupo ABO** y el grupo **Rh**. - El **grupo ABO** o forman dos glucoproteínas: **sustancia A** y **sustancia B**. Quienes tiene sustancia A son del grupo A; quienes tienen sustancia B son del grupo B; quienes tiene ambas, son del grupo AB, y quienes no tienen ninguna son del grupo O. - El **grupo Rh** tiene tres sustancias llamadas C, D y E, pero a efectos prácticos solo se tiene en cuenta la D; los que tiene la sustancia D son Rh+, y los que no la tiene son Rh-. - **Receptores Toll-Like.** Están presentes en células de **defensa** y permiten reconocer **estructuras bacterianas** y **víricas** y otras sustancias que estimulan los mecanismos de **defensa**. Hay receptores Toll, en la **membrana** de algunos orgánulos, que reconocen **ADN** y **ARN vírico**. **El citoplasma:** - Es la parte del **protoplasma** situado entre la **membrana citoplasmática** y la **membrana nuclear**. Consta de **citosol** y orgánulos que realizan numerosas funciones. - El **citosol** es un medio que posee una **gran cantidad de enzimas** que participan en distintas rutas metabólicas, y, en colaboración con los **ribosomas**, la **síntesis de proteínas**. Además, contiene enzimas que participan en los procesos de **muerte celular programada**. **La mitocondria:** - Son orgánulos complejos de doble membrana, interna y externa. Su función primaria es la formación de **ATP** (energía). **El retículo endoplasmático:** - Es una red compleja de canales y cisternas intercomunicadas y asociadas o no a ribosomas. Si están asociadas (**rugoso**) sintetiza **proteínas**. Si no están asociadas (**liso**) sintetiza **lípidos**. También reserva **Ca^+2^**. **Ribosomas**: - Son orgánulos sin membrana formados por dos subunidades, compuestos por proteínas y ARN ribosomal, sintetizan **proteínas**. **Centrosoma**: - Orgánulo sin membrana formado por dos centriolos. Durante la **división celular** se mueven a extremos opuestos del citoplasma. **El aparato de Golgi:** - Entre sus funciones destacan la **glicación** de **proteínas**, la **síntesis** de **lípidos** y la reserva de **Ca^+2^**. **Peroxisomas:** - Desarrollan funciones de **colaboración** con otros orgánulos, como la degradación de lípidos, la síntesis de ácidos grasos, hormonas\... **El núcleo celular:** - Su composición es la misma en todas las células: el **nucleoplasma**, en el que se encuentran dispersas 46 cadenas de ADN (salvo en las células sexuales, que tienen 23), asociadas a proteínas, y constituyen la **cromatina**. - En una zona del **nucleoplasma** se localizan uno o más \"orgánulos\" nucleares llamados **nucléolos** (las células humanas tienen entre 1 y 5). **Cromosomas**: - Cada cromosoma tiene dos brazos: **p** (corto) y **q** (largo), unidos por un **centrómero**. En el extremo de cada brazo hay una parte del ADN que no contiene información genética y se denomina **telómero**, que se forma en el proceso de desarrollo embrionario. Los **telómeros** son **imprescindibles** para el mantenimiento de la **integridad** del ADN, de tal forma que su desaparición implica que **no podemos reparar** el ADN. - Cada vez que la célula se **divide**, los **telómeros** se **acortan** hasta que **desaparecen**, momento en el que se inicia un proceso de **muerte celular programada** (**apoptosis**). Así pues, hay una relación directa entre los **telómeros** y el **envejecimiento**. **El ciclo celular:** Se denomina **ciclo celular** a las diferentes etapas por las que pasa una célula desde que nace hasta que se **divide** o **muere**. Estas etapas o fases se denominan **G1, S, G2** y **M**. La **G1**, la **S** y la **G2** constituyen la **interfase**, y la **M** es la fase de **división**, aunque no todas las células se dividen. **Degeneración y muerte celular:** En el **citoplasma** hay unas enzimas **proteolíticas** intracelulares (**caspasas**) cuya principal función es la **muerte programada** de células que o bien no son necesarias o bien han sufrido daños irreparables. Se han identificado **14 caspasas**, en las que poco a poco se han ido caracterizando su estructura y sus funciones. - **Inflamatorias (1, 4, 5, 11, 12, 13 y 14),** que se activan por los **inflamasomas**. Participan en procesos de **inflamación**. - **Apoptósicas**, que se activan por **apoptosomas**. Participan en los procesos de muerte celular programada (**apoptosis**). Los tejidos ----------- Un **tejido** es un **conjunto organizado** de **células** de **características semejantes** y de **material intercelular** (matriz **extracelular**) que trabajan **conjuntamente** para realizar **tareas especializadas**. En un **órgano**, los **tejidos** se organizan en tejido de **sostén** o **soporte** (**estroma**) y tejido de **función**, propio del **órgano** (parénquima). Entre los órganos hay **espacio**, fundamentalmente **líquido**, al que llamamos **intersticio**, cuya composición varia en las diferentes regiones y cavidades corporales. **Todas** las **estructuras corporales** están formadas por la **combinación** de **cuatro tejidos básicos** que desarrollan distintas funciones: - Tejido epitelial - Tejido conectivo o conjuntivo - Tejido muscular - Tejido nervioso Todos ellos están formados por **células** de **distintos tamaños** y **formas** y una matriz **extracelular** más o menos **abundante** y más o menos **compleja**. **Tejido epitelial:** - Está formado por células epiteliales **planas**, **cúbicas** y **cilíndricas** que se mantienen unidas entre sí gracias a uniones intercelulares como las **uniones de hendidura**, las **uniones estrechas**, las **uniones adherentes**, los **desmosomas** y las **hemidesmosomas**. Los **epitelios** realizan numerosas funciones de **protección** (piel y mucosas), tapizan **interiormente** todos los **órganos huecos** (corazón, ventrículos cerebrales, vejiga urinaria, \...) y todos los **conductos** (bronquios, alveolos, aparato digestivo, boca, nariz, conductos auditivos, vasos sanguíneos, vías urinarias), **conforman** las **glándulas**, tanto las **endocrinas** (vierten su contenido a la sangre) como las **exocrinas** (vierten su contenido a un tubo digestivo, respiratorio o urinario o al exterior) y forman parte de **estructuras fundamentales** de los **sentidos** (córnea, cristalino, timpano). **Principales funciones dependientes de los epitelios:** - **Hematosis**: intercambio de gases que se produce a nivel de los alveolos respiratorios. - **Digestión y absorción de nutrientes** - **Formación de la orina** - **Formación del líquido cefalorraquídeo** - **Formación y secreción de hormonas** - **Procesos inflamatorios y hemostasia** - **Intercambio capilar**: en el endotelio vascular es donde se produce el intercambio de gases y nutrientes con los tejidos mediante mecanismos asociados. - **Diapédesis**: en los mecanismos de defensa es necesario es necesario que los leucocitos sanguíneos salgan del interior de los vasos sanguíneos y pasen al interior de los tejidos. **Tejido conectivo:** Aunque existe un **tejido conectivo propiamente dicho**, bajo este nombre se agrupan un conjunto de tejidos como el **adiposo**, el **óseo**, el **cartilaginoso** y la **sangre**. Todos ellos están formados por células específicas y una **matriz** **extracelular** abundante y con diferente estructura dependiendo del tejido. **Tejido muscular:** Sus células, los **miocitos**, están íntimamente unidas entre sí prácticamente sin matriz extracelular. Estas uniones íntimas permiten sincronizar su función, la **contracción muscular**, acortando su longitud y produciendo movimiento. Dependiendo de su estructura, vista con el **microscopio óptico**, y su **respuesta nerviosa voluntaria** o **involuntaria**, se distinguen tres tipos de tejido: - **Estriado** (voluntario) - **Liso** (involuntario) - **Cardíaco** (estriado, pero involuntario) La estructura básica de contracción muscular es el **sarcómero**, que está formado por **varias** **proteínas** con **distintas** **funciones**: - **Proteínas** **contráctiles**: **actina** y **miosina**. La actina es una proteína típica del citoesqueleto. En los miocitos se asocia a la miosina formando un entramado en el que se pueden deslizar una sobre otra **acortando** las células, que actúan sincronizadas por **impulsos** **nerviosos**. - **Proteínas** **iniciadoras**: **troponina** y **tropomiosina**. Ambas regulan el deslizamiento de la actina y la miosina. En el caso de la troponina hay tres **subunidades** denominadas T, I y C. - **Proteínas** **estructurales**: **titina** y **distrofina**. En este caso limitan los movimientos de la actina y miosina para controlar el grado de **contracción** y **relajación**. **Tejido nervioso:** Está formado por varios tipos celulares como las **neuronas**, los **astrocitos**, los **oligodendrocitos**, las células de la **microglía** y las **células ependimarias**, y una matriz extracelular escasa con muchas glicoproteínas que da soporte a un rico entramado de vasos sanguíneos que aportan los elementos nutriivos a las células. Debido a las importantes funciones de coordinación del sistema nervioso, existe un sistema de protección en la matriz y en los vasos sanguíneos, llamado **barrera hematoencefálica**, que impide el paso de sustancias nocivas. **Resumen:** - **Biomoléculas:** - Hidratos de carbono. - Proteínas: - Lípidos. - Ácidos nucleicos. - Otras. - **Estudio básico de la célula y el medio interno:** - La membrana citoplasmática y sus funciones. - Los marcadores de membrana. - El citoplasma. - El núcleo celular. - El ciclo celular. - La degeneración y muerte celular. - **Tejido**: - Epitelial. - Conectivo. - Muscular. - Nervioso. **Ejercicios de repaso Tema 02** ================================ **Ejercicio 1**. Completa: - Los **ácidos nucleicos** contienen los genes, información para la síntesis de proteínas. - Los **carbohidratos** actúan como moléculas estructurales y como fuentes de energía. - Los **lípidos** actúan como moléculas estructurales, fuente de energía, reguladoras, protectoras\...). - Las **proteínas** tienen múltiples funciones, como formar estructuras, enzimas, transportadoras, contracción\...). **Ejercicio 2**. Indica si es verdadero o falso: - **La estructura secundaria de las proteínas puede ser helicoidal o plegada.** - **El ADN de las células humanas siempre es bicatenario.** Falso - **Los triglicéridos tienen ácidos grasos.** Verdadero - **El uracilo está presente en el ADN.** Falso - **Las inmunoglobulinas tienen estructura cuaternaria.** Verdadero **Ejercicio 3**. Completa: - Se denomina **ciclo celular** a las diferentes etapas por las que pasa una célula desde que nace hasta que se divide o muere. Estas etapas o fases se denominan G1, S, G2 y M. La G1, la S y la G2 constituyen la **interfase**, y la M es la **fase de división**, aunque no todas las células se dividen. **Ejercicio 4.** Indica si es verdadero o falso: - **Las proteínas de la membrana citoplasmática se unen al citoesqueleto celular y a la matriz extracelular.** - **Las acuaporinas son bombas de agua que consumen energía.** - **Los receptores Toll-like reconocen moléculas PAMP.** - **Los nucléolos reparan el ADN.** Falso - **Los telómeros están relacionados con el envejecimiento.** Verdadero **Ejercicio 5.** Indica qué tipo de epitelio es el de la imagen:  Plano estratificado **Ejercicio 6.** Relaciona cada célula con el tipo de tejido al que corresponde. - Condrocito: **conectivo** - Eritrocito: **conectivo** - Astrocito: **nervioso** - Miocito: **muscular** - Células alfa: **epitelial** - Adipocito: **conectivo** **Ejercicio 7.** Indica si es verdadero o falso: - **Los cilios epiteliales siempre aparecen en la membrana basal.** - **Las glándulas endocrinas son de tejido epitelial.** - **El tejido epitelial contiene células del sistema mononuclear fagocítico.** Verdadero - **La troponina es una proteína contráctil del músculo.** Verdadero - **La barrera hematoencefálica protege a las células nerviosas.** **Ejercicio 8**. Relaciona cada orgánulo celular con su función: - Retículo endoplasmático rugoso: **síntesis de proteínas** - Membrana citoplasmática: **comunicación y endocitosis** - Ribosoma: **síntesis de proteínas** - Mitocondria: **respiración celular** - Citoplasma: **glucogenólisis y comunicación** - Aparato de Golgi: **formación de lisosomas** **Preguntas AhaSlides Tema 02** =============================== **¿Dónde localizas un citoesqueleto con proteínas unidas de forma reversible?** - En el **citosol**. **¿Dónde se localiza el Sodio (Na+) en los procesos de difusión facilitada?** - En la **matriz extracelular**. **Señala la opción correcta respecto a las células eucariotas.** - Son células que presentan un **núcleo definido**. **¿En qué procesos de transporte a través de la membrana localizas las acuaporinas?** - **Ósmosis**. **¿En qué tejido orgánico localizas la proteína tropomiosina?** - Tejido **muscular**. **¿Qué entiendes por diapédesis?** - Movilización de **leucocitos** hacia el interior de los **tejidos**. **¿Qué tipo de células son responsables de la muerte celular programada?** - **Caspasas**. **¿Qué orgánulos localizados en el citoplasma permiten realizar la síntesis de proteínas y traducción del código genético?** - **Ribosomas**. **¿Qué marcador de membrana reconoce bacterias y virus de forma efectiva?** - Receptor **Toll-like**. **¿Qué tipo de estudios anatómicos son esenciales en el campo de las estirpes celulares?** - Todas las respuestas son correctas (**microscopía**, **citometría** de flujo y **secuenciación** de ADN).