Módulo 1 Organización Funcional Del Cuerpo Humano Y Control Del Medio Interno PDF

MODULO 1 CAPITULO 1 ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO Y CONTROL DEL “MEDIO INTERNO” Fisiología Es la ciencia que pretende explicar los mecanismos físicos y químicos responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida. LAS CÉLULAS COMO UNIDADES VIVAS DEL CUERPO La unidad viva básic...

MODULO 1 CAPITULO 1 ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO Y CONTROL DEL “MEDIO INTERNO” Fisiología Es la ciencia que pretende explicar los mecanismos físicos y químicos responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida. LAS CÉLULAS COMO UNIDADES VIVAS DEL CUERPO La unidad viva básica del cuerpo es la célula. Cada tejido u órgano es un agregado de muchas células diferentes que se mantienen unidas mediante estructuras de soporte intracelulares. Cada tipo de célula está especialmente adaptado para realizar una o más funciones concretas. El cuerpo en su conjunto contiene en torno a 35-40 billones de células humanas. Aunque las múltiples células del cuerpo sin muy diferentes entre sí, tienen determinadas características básicas que son similares. Por ejemplo, el oxígeno reacciona con los hidratos de carbono, grasas y proteínas para liberar la energía necesaria para mantener las funciones de todas las células. Los mecanismos químicos generales que permiten cambiar los nutrientes en energía son básicamente los mismos en todas las células y todas las células liberan los productos de sus reacciones químicas en los líquidos circundantes. Cuando se destruyen células de un tipo en particular, el resto de las células de este tipo genera nuevas células hasta rellenar el cupo. LOS MICROORGANISMOS QUE VIVEN EN EL CUERPO SUPERAN EN NÚMERO A LAS CÉLULAS HUMANAS. Además de células humanas, en el organismo habitan millones de microbios, en la piel y en la boca, el intestino y la nariz. El aparato digestivo, por ejemplo, contiene normalmente una población dinámica y compleja de 400 a 1000 especies de microorganismos que superan en número a nuestras células humanas. Microbiota: Son comunidades de microorganismos que viven en armonía en el humano y que aportan funciones vitales para la supervivencia del ser humano. Se deben diferenciar de las: - Comensales - Patógenas - Mutualistas LÍQUIDO EXTRACELULAR EL “MEDIO INTERNO” El 50-70% del cuerpo humano del adulto es líquido, principalmente una solución acuosa de iones y otras sustancias. Si bien casi todo este liquido queda dentro de las células y se conoce como líquido intracelular, aproximadamente una tercera parte se encuentra en los espacios exteriores a las células y se denomina liquido extracelular (esta en movimiento constante por todo el cuerpo). Liquido extracelular: se encuentran los iones y nutrientes que necesitan las células para mantenerse vías, por lo que todas ellas viven esencialmente en el mismo entorno. Por lo que se le denomina el medio interno del organismo. Las células son capaces de vivir y realizar sus funciones especiales, siempre que este medio interno disponga de las concentraciones adecuadas de oxígeno, glucosa, distintos iones, aminoácidos, sustancias grasas y otros componentes. DIFERENCIAS EN LOS LÍQUIDOS EXTRACELULARES E INTRACELULARES: Liquido extracelular: Contiene el Co2 desde las células al pulmón para su eliminación asi mismo contiene residuos tóxicos renales para su eliminación. Liquido intracelular: Contiene iones Na+, Cl – que se transporta a través de la membrana celular para mantener diferencia en su concentración con respecto al EC. HOMEOSTASIS: MANTENIMIENTO DE UN MEDIO INTERNO CASI CONSTANTE Homeostasis: Mantenimiento de unas condiciones casi constantes del medio interno. Se garantiza con la participación de todos los sistemas, respiratorio, digestivo y renal. Esencialmente, todos los órganos y tejidos del organismo llevan a cabo funciones que colaboran en el mantenimiento de estas condiciones relativamente constantes. Los diversos iones, nutrientes, productos de desecho y otros componentes del organismo están regulados normalmente de un intervalo de valores y no poseen valores fijos. TRANSPORTE EN EL LÍQUIDO EXTRACELULAR Y SISTEMA DE MEZCLA: EL APARATO CIRCULATORIO: El líquido extracelular circula por el organismo en dos etapas: - Movilización endovenosa: consiste en el movimiento de la sangre por el cuerpo dentro de los vasos sanguíneos. - Movilización intracapilar y los espacios intracelulares en las células tisulares. La circulación general de la sangre. Toda la sangre atraviesa la totalidad del circuito una media de una vez por minuto cuando el cuerpo está en reposo y hasta seis veces por minuto cunado la persona está muy activa. Los nutrientes que proporciona el aparato respiratorio es el oxigeno captado a nivel pulmonar requerido para el funcionamiento celular. A través del aparato digestivo se absorben hidratos de carbono, ácidos grasos y aminoácidos a partir de los alimentos. A medida que la sangre atraviesa los capilares sanguíneos se produce un intercambio continuo de liquido extracelular entre la porción del plasma de la sangre y el líquido intersticial que rellena los espacios intracelulares. Por lo tanto, grandes cantidades de líquido y sus componentes disueltos difunden yendo y viniendo entre la sangre y los espacios tisulares. ORIGEN DE LOS NUTRIENTES EN EL LIQUIDO EXTRACELULAR APARATO RESPIRATORIO Cada vez que la sangre atraviesa el organismo también fluye por los pulmones y capta el oxígeno a través de los alvéolos, adquiriendo el oxígeno que necesitan las células. La membrana alveolar, tiene un grosor de tan solo 0.4 a 2 micrómetros y el oxígeno difunde rápidamente por el movimiento molecular a través de esta membrana para entrar en la sangre. APARATO DIGESTIVO Una gran porción de la sangre que bombea el corazon también atraviesa las paredes del aparato digestivo, donde se absorben los distintos nutrientes. Incluidos los hidratos de carbono, los ácidos grasos y los aminoácidos. HÍGADO Y OTROS ORGÁNOS QUE REALIZAN PRINCIPALMENTE FUNCIONES METABÓLICAS No todas las sustancias absorbidas del aparato digestivo pueden usarse tal como las células las absorben y el hígado es el encargado de cambiar la composición química de mulas de ellas, para convertirlas en formas más utilizables, mientras que otros tejidos corporales modifican o almacenan las sustancias absorbidas hasta que son necesitadas. El hígado elimina también ciertos residuos producidos en el cuerpo y las sustancias toxicas que se ingieren. APARATO LOCOMOTOR Si no fuera por los músculos, el organismo no podría desplazarse para obtener los alimentos que se necesitan para la nutrición. Permite la movilidad como protección frente al entorno, sin la cual todo el organismo, incluidos sus mecanismos homeostáticos seria destruido. ELIMINACION DE LOS PRODUCTOS FINALES METABÓLICOS ELIMINACION DEL DIÓXIDO DE CARBONO EN LOS PULMONES Al mismo tiempo que la sangre capta el oxígeno en los pulmones, se libera el dióxido de carbono desde la sangre hacia los alveolos y el movimiento respiratorio de aire que entra y sale de los pulmones transporta el dióxido de carbono hacia la atmósfera. RIÑONES Con el paso de la sangre a través de los riñones se eliminan del plasma la mayoría de las sustancias que, además del dióxido de carbono, las células ya no necesitan, como son los distintos productos finales del metabolismo celular, como la urea y el ácido úrico y el exceso de iones y agua de los alimentos, que se acumulan en el líquido extracelular. Filtran primero una gran cantidad de plasma a través de los capilares de los glomérulos hacia los túbulos renales y reabsorbiendo en ellos hacia la sangre sustancias que necesita el organismo. La mayoría de las demás sustancias que el organismo no necesita, en especial los productos de desecho metabólicos, como la urea y la creatinina, se reabsorben mal y atraviesan los túbulos renales hacia la orina. APARATO DIGESTIVO El material no digerido que entra en el aparato digestivo y algunos productos residuales del metabolismo se eliminan en las heces. HÍGADO Las funciones del hígado se encuentran la detoxificación o eliminación de los fármacos y otros productos químicos que se ingieren. El hígado secreto muchos de estos residuos en la bilis para su posterior eliminarse en las heces. REGULACIÓN DE LAS FUNCIONES CORPORALES SISTEMA NERVIOSO El sistema nervioso está compuesto por tres partes principales: - Aferente sensitiva - SNC - Porción eferente motora SISTEMAS HORMONALES Las glándulas endocrinas y órganos y tejidos que secretan hormonas (se transportan en el líquido extracelular). Las hormonas proporcionan un sistema regulador que complementa al sistema nervioso. El sistema nervioso controla numerosas actividades musculares y secretoras del organismo. Los sistemas nerviosos y hormonales trabajan de forma coordinada para controlar esencialmente todos los sistemas orgánicos del cuerpo. PROTECION DEL CUERPO SISTEMA INMUNITARIO Incluye los leucocitos, células tisulares derivadas de los leucocitos, el timo, los nódulos y los vasos linfáticos que protegen el cuerpo de patógenos como bacterias, virus, parásitos y hongos. Este sistema proporciona un mecanismo para que el cuerpo lleve a cabo las siguientes funciones: 1) Diferenciar sus propias células y sustancias extrañas nocivas 2) Destruir al invasor por fagocitosis o mediante la producen de linfocitos sensibilizados o proteínas especializadas que destruyen o neutralizan al invasor. SISTEMA TEGUMENTARIO La piel y sus diversos anejos amortiguan y protegen los tejidos profundos y los órganos del cuerpo y, definen una frontera entre el medio corporal interno y el mundo exterior. Es importante también para la regulación de la temperatura y la expresión de los residuos y proporciona una interfaz sensorial. CAPITULO 2 LA CÉLULA Y SUS FUNCIONES Las células son los elementos básicos que conforman el organismo; aportan la estructura de los tejidos y los órganos del cuerpo, ingieren los nutrientes y los convierten en energía, y realizan funciones especializadas. ORGANIZACIÓN DE LA CÉLULA Las partes mas importantes son núcleo y citoplasma estos están separados por la membrana nuclear y la membrana celular separa el medio interno del externo. AGUA La mayoría de las células, excepto los adipocitos, están formadas principalmente por agua en una concentración del 70-85%. Muchos de los componentes químicos de las células están disueltos en el agua, mientras que otros están en suspensión como micropartículas sólidas. IONES Los iones importantes de la célula son el potasio, magnesio, el fosfato, bicarbonato y cantidades pequeñas de sodio, cloruro y calcio. Los iones son productos químicos inorgánicos de las reacciones celulares y son necesarias para el funcionamiento de algunos mecanismos de control celulares. PROTEÍNAS Después del agua, las sustancias más abundantes en la mayoría de las células son las proteínas que normalmente constituyen entre el 10 y 20% de la masa celular. Las proteínas estructurales están presentes en la célula principalmente en forma de filamentos largos que son polímeros de muchas moléculas proteicas individuales. Las proteínas fibrilares se encuentran fuera de la célula, especialmente en las fibras de colágeno y elastina del tejido conjuntivo. Las proteínas funcionales están compuestas habitualmente de combinaciones de pocas moléculas en un formato tubular globular. LÍPIDOS Los lípidos especialmente importantes son los fosfolípidos y el colesterol, que juntos suponen el 2% de la masa total de las células. Algunas células contienen grandes cantidades de triglicéridos, que también se conocen como grasas neutras. La grasa almacenada en estas células representa el principal almacén del organismo de nutrientes energéticos que después se pueden usar para proporcionar energía siempre que el organismo la necesite. HIDRATOS DE CARBONO Desempeñan un papel importante en la nutrición celular y, como parte de las moléculas glucoproteícas, poseen funciones estructurales. Los hidratos de carbono siempre están presentes en forma de glucosa disuelta en el líquido extracelular circundante, de forma que es fácilmente accesible a la célula. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA La célula contiene estructuras físicas muy organizadas que se denominan orgánulos intracelulares, que son fundamentales para la función celular. ESTRUCURAS MEMBRANOSAS DE LA CÉLULA La mayoría de los orgánulos de la celula esta cubiertos por membranas compuestas principalmente por lípidos y proteínas. MEMBRANA CELULAR - Estructura elástica y flexible con grosor de 7.5 -10 nm - Formada de un 55% de proteínas, 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un 3% de hidratos de carbono. La barrera lipídica de la membrana celular impide la penetración de sustancias hidrosolubles: Su estructura básica consiste en una bicapa lipídica. La bicapa lipídica básica está formada por tres tipos principales de lípidos: Fosfolípidos, esfingolípidos y colesterol. (fosfotadilcolina, fosfatidilserina, fosfatiletonolamina). Proteínas de la membrana celular integrales y periféricas: Funciones de las proteínas de la membrana: 1. Bombas de transporte de iones 2. Transportadores (mayor a menor gradiente) difusión facilitada 3. Canales iónicos 4. Receptores que enlazan moléculas mensajeras 5. Enzimas catalizadoras de reacciones en la superficie de membrana. Las proteínas de la membrana son glucoproteínas que se subdividen en 2 grupos 1. Integrales: (Intrínsecas) Componen los poros y/o actúan como proteínas transportadoras aun en direcciones contrarias.  2. Periféricas: (Extrínsecas) Funcionan como enzimas que controlan el transporte de sustancias a través de los poros. Hidratos de carbono de la membrana: ¨Glucocáliz¨celular Glucocaliz: Recubrimiento débil de hidratos de carbono que se encuentra en toda la superficie externa de la célula. Proteoglucanos: Hidratos de carbono unidos a núcleos de proteínas pequeñas. Las estructuras de hidratos de carbono unidas a la superficie exterior de la célula tienen varias funciones importantes: 1. Muchas de ellas tienen una carga eléctrica negativa que proporcionan a la mayoría de las células una carga negativa a toda la superficie que repele a otros objetos cargados negativamente. 2. El glucocaliz de algunas células se une al glucocaliz de otras, con lo que une las células entre si 3. Muchos de los hidratos de carbono actúan como receptores para la unión de hormonas, como la insulina. 4. Alginas estructura de hidratos de carbono participan en reacciones inmunitarias. CITOPLASMA El citoplasma está lleno de partículas diminutas y grandes y orgánulos dispersos. Cotisol: Es la porción de liquido gelatinoso que contiene proteínas, glucosa y electrolitos. En el citoplasma se encuentran dispersos glóbulos de grasa neutra, gránulos de glucógeno, ribosomas, vesículas secretoras y cinco orgánulos especialmente importantes: - RETÍCULO ENDOPLÁSMICO Es una red de estructuras tubulares llamadas cisternas y estructuras vesiculares planas del citoplasma. Este orgánulo ayuda a procesar las moléculas formadas por la célula y las transporta a sus destinos específicos o fuera de la célula. El espacio que queda dentro de los túbulos y vesículas está lleno de una matriz endoplásmica, un medio acuoso que es distinto del líquido de citosol que hay fiera del retículo endoplásmico. Retículo endoplásmico rugoso (granular): Retículo endoplásmico con ribosomas presentes. (Los ribosomas están formados por una mezcla de ARN y proteínas; su función consiste en sintetizar nuevas moléculas proteicas en la célula).  Retículo endoplásmico liso (agranular): Parte del retículo endoplásmico que no tiene ribosomas. Actúa en la síntesis de sustancias lipídicas y en otros procesos de las células que son promovidos por las enzimas intraarticulares. - APARATO DE GOLGI Esta alineado al lado del núcleo y está asociado al retículo endoplásmico ya que se asocian vesículas del retículo endoplásmico que se transportan hacia el aparato de Golgi. El aparato de Golgi se encarga de procesar las sustancias para formar los lisosomas y otros componentes citoplásmicos. - LISOSOMAS Son orgánulos vesiculares que se forman por la rotura del aparato de Golgi; después se dispersan por todo el citoplasma. Los lisosomas constituyen el aparato digestivo intracelular que permite que la célula digiera: 1. Las estructuras celulares dañadas 2. Las partículas de alimento que ha inferido 3. Las sustancias no deseadas, como las bacterias. a. Lisozina (disuelve la pared bacteriana) b. Lisoferrina (se une al hierro antes que se promueva crecimiento bacteriano) c. Medio acido que activa las hidrolasas e inactiva el sistema metabólico bacteriano Autofagia: es la digestión de las estructuras y moléculas que están dentro de los lisosomas. En el interior del Lisosoma es más ácido que todo el citoplasma por acción de la bomba de protones (H+ ATPasa) ▪ Lisosomas primarios ▪ Lisosomas secundarios - PEROXISOMAS O Formados por autorreplicación desde el retículo endoplásmico liso. O Contienen oxidasas que son capaces de formar Peróxido de Hidrogeno. FUNCIÓN: o Oxidar sustancias que son potencialmente toxicas para la célula, cataboliza ácidos grasos de cadena larga. o Contribuyen al cuerpo a descomponer (metabolizar) los ácidos grasos y el peróxido de hidrogeno o Oxidan el alcohol-acetaldehído ▪ Catalasa es la enzima de más rápida acción o Orgánulos que están rodeados de una membrana que contiene oxidasas y catalasas  - VESÍCULAS SECRETORAS Sustancias secretoras se forman en el sistema retículo endoplásmico-aparato de Golgi y después se liberan desde el aparato de Golgi hacia el citoplasma en forma de vesículas de almacenamiento. - MITOCONDRIAS Elemento principal productor de energía para garantizar el funcionamiento celular. Ubicadas en todo el citoplasma de la célula. CRESTAS: Compartimentos que se componen de una bicapa lipídica En su interior se encuentra la Matriz esta llena de enzimas responsables de la fosforilación oxidativa. o FOSFORILACIÓN OXIDATIVA Proceso metabólico que utiliza energía liberada por la oxidación de nutrientes para producir adenosina trifosfato (ATP). Se produce mediante la oxidación de la glucosa a Co2 y H2O. El flujo de electrones de NADH y FADH al O2 a través de complejos proteicos de la membrana interna de la mitocondria, provoca que se bombeen los protones hacia la matriz exterior de la matriz mitocondrial. CITOESQUELETO CELULAR: ESTRUCTURAS FILAMENTOSAS Y TUBULARES El citoesqueleto celular es una red de proteínas fibrilares organizadas habitualmente en filamentos o túbulos que se originan como proteínas precursoras sintetizadas por los ribosomas en el citoplasma. Filamentos: las moléculas precursoras se polimerizan para formarlos. - Los filamentos de actina y miosina se organizan en los miocitos, formando una máquina contráctil especial que es la base de la contracción muscular. Filamentos intermedios: tienen en general forma de una cuerda resistente y a menudo se coordinan con los microtúbulos, para aportar fuerza y soporte para las frágiles estructuras de tubulina. - Funciones: son principalmente mecánicas, y son menos dinámicos que los microfilamentos de actina o los microtúbulos. Todas las células usan un tipo especial de filamento rígido formado por polímeros de tubulina para construir estructuras tubulares fuertes, los microtúbulos. Los centríolos como los husos mitóticos de la célula en mitosis están formados por microtúbulos rígidos. - FUNCIONES: Actuar como citoesqueleto, proporcionando estructuras físicas rígidas para determinadas partes de la célula. NÚCLEO Es el centro de control de la célula, envía mensajes a esta para que crezca y madure, se replique o muera. Brevemente, contiene grandes cantidades de ADN, que comprende los genes, que son los que determinan las características de las proteínas celulares, como las proteínas estructurales y las enzimas intracelulares que controlan actividades citoplasmáticas y nucleares. - NUCLÉOLOS Y FORMACIÓN DE RIBOSOMAS Es un esqueleto de filamentos finos que se unen a la membrana nuclear. A diferencia de la mayoría de los orgánulos, no tienen una membrana limitante, consisten en una acumulación simple de grandes cantidades de ARN y proteínas de los tipos encontrados en los ribosomas. La formación de los nucleolos comienza en el núcleo, los genes específicos de ADN de los cromosomas dan lugar a la síntesis de ARN, parte del cual se almacena en los nucleolos, aunque la mayoría se transporta hacia fuera, a través de los poros nucleares, hacia el citoplasma, donde se usan junto con proteínas específicas para ensamblar los ribosomas “maduros” que tienen un papel esencial en la formación de las proteínas del citoplasma. SISTEMAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA La mayoría de estas sustancias atraviesan la membrana celular por los procesos de difusión y transporte activo. DIFUSIÓN: Implica el movimiento siempre a través de la membrana, provocado por el movimiento aleatorio de las moléculas de la sustancia. TRANSPORTE ACTIVO: Implica el transporte real de una sustancia a través de la membrana mediante una estructura física de carácter proteico que penetra en todo el espesor de la membrana. ENDOCITOSIS: Las partículas grandes entran en la célula mediante una función especializada de la membrana celular. Las formas principales de endocitosis son: - PINOCITOSIS: Ingestión de partículas diminutas que forman vesículas de liquido extracelular y partículas dentro del citoplasma celular. o Se produce continuamente en las membranas celulares de la mayoría de las células, pero es especialmente rápida en algunas de ellas.  o Es el único medio por el cual las principales macromoléculas grandes, como la mayoría de las proteínas, pueden entrar en las células. ▪ Se realiza en 4 pasos ▪ Requieren la utilización de ATP para la formación de vesículas de pinocitosis. - FAGOCITOSIS: Se le conoce al proceso de introducir a su interior partículas de materia orgánica como las bacterias para eliminar células muertas. Se produce mediante la invaginación de grandes partículas, característica que solo poseen ciertas células (macrófagos tisulares y leucocitos sanguíneos). La fagocitosis se produce en las etapas siguientes: 1. Los receptores de la membrana celular se unen a los ligandos de superficie de la partícula. 2. La zona de la membrana alrededor de los puntos de unión se envagina hacia fuera en una fracción de segundo para rodear a toda la partícula, y después cada vez más receptores de membrana se unen a los ligandos de la partícula. 3. La actina y otras fibrillas contráctiles del citoplasma rodean la vesícula fagocítica y se contraen en torno a su borde exterior, empujando la vesícula hacia el interior. 4. Las proteínas contráctiles contraen el eje de la vesícula, de forma tan completa que esta se separa de la membrana celular, dejando la vesícula en el interior de la célula del mismo modo que se forman las vesículas de pinocitosis. EXOCITOSIS: Proceso por el cual se secretan productos celulares hacia el espacio extravascular. Mediante la formación de vesículas proteínicas formadas por el aparato de Golgi. LOCOMOCIÓN DE LAS CELULAS El tipo más evidente de movimiento que tiene lugar en el organismo es el de los miocitos en el músculo esquelético, cardíaco y liso, que constituye el 50% de toda la masa del organismo. MOVIMIENTO AMEBIANO El movimiento amebiano comienza con la protrusión de un seudópodo desde un extremo de la célula. Este pseudópodo se proyecta lejos de la célula y se asegura parcialmente en una zona nueva; después, tira del resto de la célula hacia él. Se unen los seudópodos a los tejidos circundantes por los receptores proteicos dentro de las vesículas. El promotor para el movimiento amebiano es la quimiotaxis. CILIOS Y MOVIMEINTOS CILIARES Existen dos tipos de cilios: - Móviles: Pueden experimentar un movimiento a modo de látigo en la superficie de las células. Sucede principalmente en dos lugares del cuerpo humano en la superficie de las vías aéreas y en la superficie interna de las trompas uterinas. - No móviles Los cilios tienen aspecto de pelo recto o curvo con punta afilada que se proyecta 2-4 micrómetros desde la superficie de la célula. El cilio esta cubierto por una protrusión de la membrana celular y se apoya en 11 microtúbulos, nueve tubos dobles situados en la periferia del cilio y dos túbulos sencillos hacia el centro, como se ve en el corte transversal. CAPITULO 3 CONTROL GENÉTICO DE LA SÍNTESIS PROTEICA, LAS FUNCIONES Los genes que están situados en el núcleo de todas las células del organismo controlan las funciones de la célula determinando que estructuras, enzimas y sustancias químicas se sintetizan dentro de esta. Cada gen esta compuesto por ADN, controla automáticamente la formación de un ARN, que después se dispersa por toda la célula para controlar la formación de una proteína específica. Expresión genética: Proceso completo, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la traducción del código del ARN y la formación de proteínas en el citoplasma celular. Transcripción: Síntesis de un ácido ribonucleico a partir de una plantilla de ADN. Una molécula de ADN sirve como plantilla para la formación de varios polipéptidos (DOGMA CENTRAL). Traducción genética: Proceso que sintetiza proteínas en el citoplasma mediante la utilización de ribosomas. ARNm: Son portadores de información genética. ARNr: Brindan soporte estructural y catalizan la reacción química en la que los aminoácidos se unen entre si. ARNt: Traducen información codificada en los nucleótidos de los ARNm. - El ARN se pliega para optar una forma tridimensional - ARN pueden adoptar diversas formas por lo que pueden tener diversas funciones. - El ARN sufre un apareamiento de bases para formar cadenas helicoidales. - Se diferencian del ADN porque estas no son convencionales pero sirven como sitio de reconocimiento para proteínas - Promueven el plegamiento de la célula dando mayor estabilidad a la estructura RNA POLIMERASA EN LA TRANSCRIPCIÓN Enzimas encargadas de la transcripción se denominan ARN polimerasa. PASOS 1. Vinculación de la polimerasa con el ADN a. Promotor contiene la información que determina cual es la cadena de ADN que se replica y donde se inicia la transcripción. 2. Incorporación de nucleótidos complementarios en la molécula de ARN en formación a. Adenina con Uracilo. 3. Al pasar la ARN polimerasa por el segmento del ADN se vuelve a formar la doble hélice. SINTESIS DE ARN Para que el código genético haga síntesis proteica de ADN debe copiar una cadena de ARN mediante la síntesis de ARN dirigida por ADN → Transcripción genética Factores de transcripción (estimulan la transcripción). Se requiere de la enzima ARN polimerasa para la síntesis de ARN. - Estructura flobular Hay un apareamiento de bases siguiendo la ley del apareamiento de bases complementarias. SÍNTESIS Y SECRECIÓN DE PROTEÍNA El ARNm entra al citoplasma y se fija a los ribosomas para formar una estructura llamada: Polirribosoma requerido para la traducción genética. Sintetizan proteínas a partir de la información genética del ARN mensajero (ARNm) que son fundamentales para la estructura, función y regulación celular. Funciones: 1. Aumento de reacciones químicas a. Activación y desactivación de genes 2. Regulación de la célula a. Ciclinas (controlan el ciclo celular) 3. Regula la síntesis de proteínas especificas DEGRADACIÓN DE PROTEÍNA Se degradan o hidrolizan para el control de las proteínas reguladoras específicas. La enzima Proteasa ubicadas en los lisosomas digieren algunas proteínas o pueden eliminarse de manera activa mediante el marcaje con moléculas de ubiquitina. Una vez que se marco la proteína se requiere del proteasoma como un complejo de enzima proteasa grande. SÍNTESIS/REPLICACIÓN DE ADN EL ADN del genoma humano tiene la formación necesaria para la síntesis proteica del cuerpo. Las células se duplican por división celular y el material genético denominado replicación del ADN. Esta mediada por las ADN polimerasas para la producción de ADN, las cuales requieren un iniciador para la síntesis. La síntesis de ADN es semiconservativa, cada cadena funciona como una plantilla para la síntesis de una nueva cadena. La replicación requiere de enzimas como ADN primasa, Helicasa, ADN ligasa y topoisomerasa. EXPRESIÓN GENETICA Núcleo: Es el organelo que contiene ADN, una porción de ADN es un gen que codifica la producción de una cadena polipeptídica. Rodeado de 2 membranas que en conjunto: Envoltura nuclear estas se fusionan mediante complejo de poro nuclear por donde pasan proteínas de manera activa 1. Regulación de la expresión de genes. GEN contiene el código para la producción de ARNm. Nucleolo: Contiene genes que codifican la producción de ARNr. - Las células musculares son las únicas que tienen diversos núcleos - Los eritrocitos maduros carecen de núcleo. REPLICACIÓN ADN 1. Formación de 2 horquillas de replicación que en conjunto forman la burbuja de R. 2. HELICASA permite el avance de la replicación mediante el desenrollado del ADN. 3. Proteínas de unión a cadenas sencillas impiden que las cadenas de ADN ya separadas se vuelvan a unir. 4. PRIMASA se coloca el cebador del ARN que pone el segmento de ADN en la nueva cadena para que la ADN polimerasa haga su trabajo 5. ADN polimerasa añade nucleótidos para hacer una nueva cadena de ADN complementaria a partir de una plantilla. TOPOISOMERASA: Impide que la doble hélice se enrolle cuando se abre el ADN. ADN polimerasa: Elimina los cebadores de ARN y los sustituye por ADN. ADN ligasa: Sella las brechas que queda al eliminar los cebadores. CICLO CELULAR La vida de una célula sigue un patrón cíclico, producida por una célula progenitora siguiendo su misma genética. - La mitosis es la producción de células nuevas con características exactamente idénticas. - Meiosis: Producción de organismos con reproducción sexual. Fase M: Fase en la que se divide la célula. Fase S: Fase en donde ocurre la replicación del ADN, fase donde se sintetizan histonas. La duración del ciclo celulares varia desde los 30 minutos hasta varios meses. FASES DEL CICLO CELULAR Ocurren en orden estricto y secuencial: 1. Profase: Formación de cromosomas mitóticos por condensación de material cromosómico El núcleo de la célula contiene fibras de cromatina, la célula realiza condensación cromosómica (del material genético). o Cromosomas se comienzan a condensar o Comienza la formación de huso mitótico ▪ Crece entre los centrómeros a medida se van separando o Desaparece el nucleolo o El huso mitótico captura y organiza los cromosomas o La envoltura nuclear se deshace, desaparece y libera cromosomas La compactación cromosómica se por la proteína Condensina y Topoisomerasa II. 2. Prometafase: Los cromosomas se mueven al ecuador de huso.  3. Metafase: Alineamiento de los cromosomas en la placa metafásica El huso mitótico captura los cromosomas y los alinea en medio de la célula para poder iniciar la división. o Alineación de los cromosomas en la placa metafásica o Unión de los Cinetocoros de cada cromosoma a los microtúbulos de los polos opuestos del huso. o Punto de control del huso. 4. Anafase: Separación de las cromátidas y movimiento de los cromosomas a los polos opuestos. Las cromátidas hermanas se separan una de otra y son llevadas a polos opuestos celulares. o Separación de las cromátidas hermanas y sus cromosomas son halados hacia extremos opuestos. o Microtúbulos no unidos a los cromosomas se elongan y ayudan a separar en reversa de los polos y alargar la célula. 5. Telofase: Formación de células hijas por citocinesis. Previo a la división celular en la que se restablecen las estructuras normales de la célula. o El huso mitótico se descompone mediante el desaparecimiento de los microtúbulos cinetocóricos. En la telofase tardía los cromosomas comienzan a transcribir: o Se forman 2 nuevos núcleos uno para cada conjunto de cromosomas. o Reaparecen membranas nucleares y nucleolos. o Descondensación cromosómica CITOCINESIS - Ultima etapa de la división celular para que las dos células sean independientes - Dicha fase comienza desde la anafase - Se forma un cinturón de proteínas compuestas por actina y miosina que se contraen y dan lugar a un surco divisorio CAPITULO 4 TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS CELULARES Las concentraciones aproximadas de electrolitos importantes y de otras sustancias en el líquido extracelular y el liquido intracelular. El líquido extracelular contiene una gran cantidad de sodio, pero solo una pequeña cantidad de potasio. En el liquido intracelular ocurre lo contrario. El líquido extracelular contiene una gran cantidad de iones cloruro, mientras que el liquido intracelular contiene muy pocos de estos iones. Liquido intracelular Liquido extracelular Sodio 142 mEq/L Sodio 10 mEq/L Potasio 4 mEq/L Potasio 140 mEq/L Calcio 2.4 mEq/L Calcio 0.0001 mEq/L Magnesio 1.2 mEq/L Magnesio 58 mEq/L Bicarbonato 24 mEq/L Bicarbonato 10 mEq/L Glucosa 90 mg/dl Glucosa 0-20 mg/dl Aminoácidos 30 mg/dl Aminoácidos 200 mg/dl LA MEMBRANA CELULAR CONSISTE EN UNA BICAPA LIPÍDICA CON PROTEÍNAS DE TRANSPORTE DE LA MEMBRANA CELULAR La membrana celular esta formada por una bicapa lipídica con grandes cantidades de moléculas proteicas insertadas en los lípidos, muchas de las cuales penetran en todo el grosor de la membrana. La bicapa lipídica no es miscible con el liquido extracelular ni con el liquido intracelular. Por tanto, constituye una barrera frente al movimiento de moléculas de agua y de sustancias insolubles entre los compartimientos del liquido extracelular e intracelular. Las moléculas proteicas de la membrana interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica y constituyen una ruta alternativa a través de la membrana celular. Muchas de estas proteínas penetrantes pueden actuar como: - PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS: Se unen a las moléculas iones que se van a transportar y cambios conformacionales de las moléculas de la proteína desplazan después las sustancias a través de los intersticios de la proteína hasta el otro lado de la membrana.  - PROTEÍNAS DE LOS CANALES: Tienen espacios acuosos en todo el trayecto del interior de la molécula y permiten el movimiento libre de agua, así como de iones o moléculas seleccionados. ¨DIFUSIÓN¨ FRENTE A ¨TRANSPORTE ACTIVO¨ El transporte a través de la membrana celular ya sea directamente a través de la bicapa lipídica o a través de las proteínas, se produce mediante uno de dos procesos básicos: Difusión: Se refiere a un movimiento molecular aleatorio de las sustancias molécula a molécula, a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. Transporte activo: Se refiere al movimiento de iones o de otras sustancias a través de la membrana en combinación con una proteína transportadora de tal manera que la proteína transportadora hace que la sustancia se mueva contra gradiente de energía, como desde un estado de baja concentración a un estado de alta concentración. DIFUSIÓN Todas las moléculas e iones de los líquidos corporales incluyendo moléculas de agua y las sustancias disueltas, están en movimiento constante, de modo que cada partícula se mueve de manera completamente independiente. - Es el movimiento libre de líquido y algunos iones a través de la membrana lipídica desde áreas de mayor a menor concentración. Se divide en dos subtipos: - Difusión simple: El movimiento cinético de las moléculas o de los iones se produce a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares sin interacción con las proteínas transportadoras de la membrana. - La velocidad viene determinada por la cantidad de sustancia disponible. Se puede producir difusión simple a través de la membrana celular por dos rutas: 1. A través de los intersticios de la bicapa lipídica si la sustancia que difunde es liposoluble 2. A través de canales acuosos que penetran en todo el grosor de la bicapa a través de las grandes proteínas transportadoras - Difusión facilitada: Precisa la interacción de una proteína transportadora. La proteína transportadora ayuda al paso de las moléculas o de los iones a través de la membrana mediante su unión química con estos y su desplazamiento a través de la membrana de esta manera. - Liposolubilidad: Factor importante para determinar la velocidad de difusión de la molécula en la membrana. DIFUSION A TAVÉS DE POROS Y CANALES PROTEICOS: PERMEABILIDAD SELECTIVA Y “ACTIVACION” DE CANALES Las reconstrucciones tridimensionales de los poros y canales proteicos han demostrado trayectos tubulares que se extienden desde el liquido extracelular hasta el intracelular. Las sustancias se pueden mover mediante difusión simple directamente a lo largo de estos poros y canales desde un lado de la membrana hacia otro. Los poros están compuestos por proteínas de membranas celulares integrales que forman tubos abiertos. El diámetro de un poro y sus cargas eléctricas proporcionan una selectividad que permite el paso de solo ciertas moléculas a su través. - Acuaporinas: Poros proteicos por los que el agua pasa fácilmente a través de la membrana. Los canales proteicos se distinguen por dos características importantes: 1. Con frecuencia son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias. 2. Muchos de los canales se pueden abrir o cerrar por compuestas que son reguladas por señales eléctricas o sustancias químicas que se unen a las proteínas de canal. PERMEABILIDAD SELECTIVA DE LOS CANALES PROTEICOS Muchos canales proteicos son muy selectivos para el transporte de uno o más iones o moléculas específicos. La selectividad de los canales proteicos se debe a: 1. Forma y diámetro del canal 2. Cargas eléctricas 3. Enlaces químicos en las superficies internas Los canales de potasio permiten el paso de iones potasio a través de la membrana celular con una facilidad aproximadamente 1000 veces mayor para el paso de iones sodio. - Los canales de potasio tienen una estructura tetramérica consiste en cuatro subunidades proteicas idénticas que rodean a un poro central. - En la parte superior del poro del canal se distribuyen bucles de poro que forman un estrecho filtro de selectividad. ACTIVACIÓN DE LOS CANALES PROTEICOS La activación de los canales proteicos proporciona un medio para controlar la permeabilidad iónica de los canales. La activación de los canales proteicos y la apertura de canales de sodio o potasio tienen una duración de milisegundos. La apertura y cierre de las compuestas están controladas de dos maneras principales: ACTIVACIÓN POR EL VOLTAJE En el caso de activación por el voltaje, la conformación molecular de la compuesta o de sus enlaces químicos responde al potencial electico que se establece a través de la membrana celular. ACTIVACIÓN QUÍMICA (POR LIGANDO) Las compuestas de algunos canales proteicos se abren por la unión de una sustancia química a la proteína, que produce un cambio conformacional o un cambio de los enlaces químicos de la molécula de la proteína que abre o cierra la compuerta. LA DIFUSIÓN FACILITADA NECESITA PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE MEMBRANA La difusión facilitada también llamada difusión mediada por un transportador porque una sustancia que se transporta de esta manera difunde a través de la membrana con la ayuda de una proteína transportadora específica para contribuir al transporte. - Su velocidad de difusión se ve limitada a su máxima según se aumenta la sustancia que se difundirá ÓSMOSIS A TRAVÉS DE MEMBRANAS CON PERMEABILIDAD SELECTIVA. ¨DIFUSIÓN NETA¨DE AGUA: Cada segundo difunde normalmente una cantidad suficiente de agua en ambas direcciones a través de la membrana del eritrocito igual a aproximadamente 100 veces el volumen de la propia célula. En ciertas condiciones se puede producir una diferencia de concentración del agua a través de la membrana. Cuando se produce esto tiene lugar un movimiento neto de agua a través de la membrana celular, haciendo que la célula se hinche o que se contraiga, dependiendo de la dirección del movimiento de agua. - Osmosis: Proceso de movimiento neto del agua que se debe a la producción de una diferencia de la concentración de agua. PRESIÓN OSMÓTICA Cantidad de presión necesaria para detener la ósmosis. - Osmolalidad: el osmol. Para expresar la concentración de una solución en función del número de partículas se utiliza la unidad denominada osmol en lugar de gramos. o Un osmol es el peso molecular-gramo de un soluto osmóticamente activo. - Osmolaridad: Concentración osmolar expresada en osmoles por litro de solución en lugar de osmoles por kilogramo de agua. TRANSPOTRE ACTIVO DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS - Transporte activo: Cuando una membrana celular transporta moléculas o iones “contra corriente” contra un gradiente de concentración (o “contra corriente” conta un gradiente eléctrico o de presión). Algunos ejemplos de diferentes sustancias que se transportan activamente a través de al menos algunas membranas celulares incluyen los iones sodio, potasio, calcio, hierro, hidrogeno, cloruro, yoduro y urato, diversos azúcares diferentes y la mayoría de los aminoácidos. TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO LA BOMBA DE SODIO-POTASIO TRANSPORTA IONES SODIO HACIA EL EXTERIOR DE LAS CÉLULAS E IONES POTASIO HACIA EL INTERIOR Sustancias que se transportan mediante transporte activo primario están el sodio, el potasio, el calcio, el hidrógeno, el cloruro y algunos otros iones. El mecanismo de transporte activo que se ha estudiado con mayor detalle es la bomba de sodio-potasio, que es el transportador que bombea iones sodio hacia fuera a través de la membrana celular de todas las células y al mimo tiempo bombea iones potasio desde el exterior hacia el interior. Bomba que saca el 3 iones moleculares de sodio fuera de la célula y mete 2 iones moleculares de potasio para mantener el equilibrio intracelular. Se considera una proteína transportadora y esta se caracteriza por 3 aspectos relevantes además de los diferentes tamaños, una moderada a gran tamaño y el pequeño tamaño. Tres características específicas que son importantes para el funcionamiento de la bomba: 1. Tiene tres puntos receptores para la unión de iones sodio en la porción de la proteína que protruye hacia el interior de la célula. 2. Tiene dos puntos receptores para la unión de iones potasio en el exterior. 3. La porción interior de esta proteína cerca de los puntos de unión al sodio tiene actividad adenosina trifosfatasa (ATPasa) El movimiento iónico que hace la bomba Na-K ATPasa desplaza una carga positiva neta desde el interior de la célula hacia el exterior de cada ciclo de bombeo. POSITIVIDAD en el exterior de la célula y NEGATIVIDAD en el interior de la célula. Transporte activo primario de iones calcio El calcio es muy bajo a nivel intracelular. - Existe una bomba de transporte activo del calcio que bombean el calcio fuera de la célula. - Existe una segunda bomba que envía el calcio a los orgánulos vesiculares intracelulares. La proteína transportadora penetra en la membrana y actúa como una enzima ATPasa. Transporte activo de hidrógeno El transporte activo primario de los iones hidrógeno es especialmente importante en dos localizaciones del cuerpo: 1. En las glándulas gástricas del estómago a. Células parietales que están en las capas profundas tienen el mecanismo activo primario más potente de transporte de iones hidrogeno de todo el cuerpo. 2. En la porción distal de los túbulos distales y en los conductos colectores corticales de los riñones a. Células intercaladas especiales en la porción distal de los túbulos distales y en los conductos colectores, que también transportan iones hidrógeno mediante transporte activo primario. La cantidad de energía necesaria para el transporte activo de una sustancia se determina en la cantidad de sustancias durante el transporte. TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO Cotransporte Contratransporte Arrastre de sustancias junto con Se da mediante el transporte de los iones una molécula desde el interior al exterior Transporte de moléculas de El ion se ancla al punto que esta exterior al interior celular fuera de la membrana y la sustancia se ancla el punto en el interior de la membrana La proteína transportadora sirve de punto de unión COMPARACIÓN Difusión Osmosis Transporte activo No requiere energía No requiere energía Requiere energía Mayor concentración a De menor a mayor Contra el gradiente menor concentración COTRANSPORTE CON SODIO DE IONES CALCIO E HIDRÓGENO COTRANSPORTE SODIO-CALCIO: Se produce a través de todas o casi todas las membranas celulares, de modo que los iones sodio se mueven hacia el interior y los iones calcio hacia el exterior, ambos unidos a la misma proteína transportadora en un modo de cotransporte. Se produce además del transporte activo primario de calcio que se produce en alginas células. COTRANSPORTE SODIO-HIDROGENO: Transporte de iones en dirección opuesta al ion primario. Como mecanismo para concentrar los iones hidrogeno, el contratransporte no es un modo alguno tan eficaz como el transporte activo primario de los iones hidrógeno que se produce en los túbulos renales más distales, aunque puede transportar cantidades muy grandes de iones hidrogeno, lo que hace que sea clave para el control del ion hidrogeno en los líquidos corporales. CAPITULO 5 POTENCIALES DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCIÓN ION: Es un átomo que gana o pierde electrones ANIÓN: Gana electrones (carga negativa) - Nitrógeno, yodo, cloro, fosforo, flúor CATIÓN: Pierde electrones (carga positiva) - Potasio, calcio, sodio, litio, magnesio. FÍSICA BASICA DE LOS POTENCIALES DE MEMBRANA POTENCIALES DE MEMBRANA PROVOCADOS POR DIFERENCIAS DE CONCENTRACIÓN DE IONES A TRAVÉS DE UNA MEMBRANA PERMEA BLE SELECTIVA La permeabilidad propia de la membrana permite que haya una distribución desigual en las cargas eléctricas a través de la membrana. En el interior de la Célula es NEGATIVO y en el exterior es POSITIVO. El diferencial de carga o la diferencia de potenciales se denomina: Potencial de membrana. - Membrana plasmática es altamente permeable al K+ y menos a otros iones o K: Ion más abundante intracelular 140 mEq/L y 5 mEq/LEC La concentración de potasio es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, pero muy baja fuera de esta. Consideremos que en este caso la membrana es permeable a los iones potasio, pero no a ningún otro ion. Debido al gran gradiente de concentración de potasio desde el interior hacia el exterior hay una intensa tendencia a que los iones potasio difunda hacia fuera a través de la membrana. A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando de esta manera electro positividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior de la membrana debido a los aniones negativos que permanecen detrás y que no difunden hacia fuera con el potasio. - El potencial de difusión (diferencia de cargas) bloquea la salida adicional de potasio hacia el exterior a pesar del gradiente. - El potencial de acción regula: Contracción muscular, latido cardiaco y generación de impulsos nerviosos. POTENCIAL DE EQUILIBRIO Potencial de reposo (estándar): -70 a -90 mV NO SE PUEDE FISIOLOGICAMENTE LLEGAR A UN EQUILIBRIO → IGUALAR LAS CARGAS IONICAS El potencial de la membrana dependerá de: 1. Gradiente de concentración iónico 2. Permeabilidad de la membrana o Principalmente mediado por el K o También participa Na, Ca y Cl El potencial de membrana que estabiliza las concentraciones de potasio se conoce como potencial de equilibrio del K+. o El valor de equilibrio del K es -90 mV La diferencia de potencial se mide en voltaje (Voltios) - En la fibra nerviosa el voltaje de la membrana en reposo es de -90 mV (Equilibrio del K) - El potencial de membrana (potencial de equilibrio de sodio es de +66 mV (Equilibrio del Na) Generando asi la diferencia de iones el potencial de membrana El potencial en reposo puede variar desde -10 mV hasta +90 mV según que célula se esta estudiando. TIPO DE CELULA POTENCIAL EN REPOSO mV Neuronas -60 a -70 Musculo esquelético -85 a -95 Musculo liso -50 a -60 Musculo cardiaco -80 a -90 Astrocito -80 a -90 Eritrocito -8 a -12 ECUACIÓN DE NERNST → SODIO Y POTASIO Permite calcular el potencial de equilibrio por un ion cuando se conocen su concentración es y se hace el cálculo mediante la temperatura de 37°. Ecuación de Goldman: Habla de todos los iones. POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO Se refiere a potencial de membrana celular que no produce impulsos. - Una célula en reposo tiene alta permeabilidad al K con cierta permeabilidad al Na. En el reposo habrá un escape de K fuera de la célula y será contrarrestado por la bomba de Na-K ATPasa. El escape de los iones de potasio ocurre por medio de los Canales de fuga del potasio en la membrana incluso en el reposo. - Son permeables al K 1000 veces más que al sodio. DETERMINANTES DEL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO 1. Cambio en la concentración de iones en el LEC cambia el potencial de membrana en reposo (K+) 2. Un cambio de la permeabilidad de la membrana a cualquier ion cambia el potencial de acción a. Se involucra directamente los canales rápidos de sodio y K. BOMBA NA/K Se encarga de mantener el equilibrio con respecto a la concentración de iones. Actúan contrarrestando los escapes mediante el transporte activo de 3 iones de sodio hacia fuera de la célula y la introducción de 2 iones de potasio a la célula, contribuyendo así a la carga negativa de la célula. El efecto electrogénico de la bomba: 1. Permite una concentración constante de Na y K 2. Potencial de membrana constante en reposo. Genera gradientes de concentración para sodio y el potasio a través de la membrana en reposo. ¿Por qué el potasio siempre es mayor a nivel intracelular? - Porque saca del reposo, si hubiera más en la célula siempre estaría hiperactiva. o Na (exterior) 142 mEq o Na (interior) 14 mEq o K (exterior) 4 mEq o K (interior) 140 mEq POTENCIAL DE ACCIÓN La señalización nerviosa se transmite mediante potencial de acción. Se define como los cambios rápidos del potencial de la membrana - Comienza como un cambio súbito desde el potencial en reposo normal hasta un positivo y termina regresando al reposo FASES DEL POTENCIAL DE ACCION 1. Fase de reposo → llena de cargas negativas Fase previa al inicio del potencial de acción estado en donde la membrana esta polarizada por del potencial de acción negativo. 2. Fase de despolarización Fase en la que la membrana se hace permeable a los iones de sodio permitiendo la entrada masiva de sodio a la célula positivizando el interior de la membrana. o El potencial de membrana sobrepasa más allá del nivel 0 3. Fase de repolarización Los canales de sodio se cierran y se abren los canales de potasio mas de lo normal, permitiendo que salga más potasio de lo normal hacia fuera de la célula para el restablecimiento del potencial de membrana en reposo. CANALES DE POTASIO Y SODIO ACTIVADOS POR VOLTAJE Se conocen como canales que aumentan la rapidez de la repolarización de la membrana, tienen una función adicional a la bomba de sodio potasio y de los canales de figa de K. Canal de sodio Canal de potasio Contiene mecanismo de La compuerta de sodio esta compuertas de activación e cerrada en el reposo evitando inactivación. que salga potasio de la célula En el estado de reposo las puertas Cuando el potencial comienza a de activación están cerradas y se positivizarse se apertura apertura cuando alcanza el lentamente los canales Umbral -55mV difundiendo K fuera y se apertura completamente cuando se cierran los de NA y su combinación acelera la repolarización. La puerta se cierra unos segundos Al salir potasio se cierran los después de que se abrieron y al canales de potasio y hasta cerrarse ya no pueden entrar más repolarizar iones de sodio hacia el interior de la célula No puede aperturas de nuevo la Tiempo aproximado 1 ms compuerta hasta que el potencial cae en reposo INICIO DEL POTENCIAL DE ACCIÓN El potencial de acción inicia con la llegada de una señalización que estimule o eleve el potencial de membrana para que el aumento del voltaje apertura los canales de sodio. Inicia cuando hay un aumento súbito del potencial de membrana entre 15-30 mV llegando asi a -55mV este nivel se denomina umbral para la estimulación. PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN El potencial de acción inicia en cualquier punto de la membrana y excita la porción adyacente de la membrana. Las cargas eléctricas positivas son desplazadas por difusión hacia dentro iones de sodio a través de la membrana y a lo largo del núcleo del axón. Aumentando el voltaje en una fibra de mielina hasta superar el umbral produciéndose una propagación del potencial de acción creciente. Atreves de un axón: el impulso nervioso viaja por la membrana únicamente si las condiciones de la membrana son apropiadas o no se da el impulso. - Oligodendrocitos: Rodean las células que forman las vainas de mielina a nivel central  - Células de Schwann: Rodean las células que forman las vainas de mielina a nivel periférico - Nodo de Ranvier hace que la señalización sea más rápida y directa. “Conducción saltatoria”. MESETA EN EL POTENCIAL DE ACCI ÓN La meseta prolonga el periodo de despolarización. - Duración de 0.2 – 0.3 segundos - Es causado por varios factores o Despolarización se lleva a cabo por los canales rápidos de sodio o Canales de Calcio-Sodio activados por voltaje tienen apertura lenta o Los canales de potasio tienen apertura más lenta y se abren hasta el final de la meseta. FIBRAS NERVOSAS MIELINIZADAS Y AMIELÍNICAS Son mas comunes las fibras amielínicas. La membrana del axón es la fibra que conduce el potencial de acción (Axoplasma → liquido viscoso en el centro). Vaina de mielina: Es una membrana que recubre el axón muy grueso. Las vainas de mielina están compuestas por las células de Schwann (primera capa) enrollándose sobre el axón en diversas ocasiones depositando Esfingomielina. Entre las uniones de las células Schwann existen no aisladas denominadas Nódulos de Ranvier. Conducción saltatoria ya que el potencial de acción se produce únicamente en los nodos de Ranvier 1. Conducción saltatoria permite la velocidad de transmisión aumente hasta 5 veces 2. Conserva la energía para el axon permitiendo que se pierda 100 veces menos axones La velocidad de la conducción del potencial en las fibras nerviosas varia de 0.25 m/s en fibras no mielinizadas y 100 m/s en las fibras mielinizadas. EMISION DE SEÑALES CELULARES La emisión de señales celulares: es la manera de comunicación intracelular y puede viajar la señal de diferentes formas. 1. Unión intracelular comunicante 2. Mediante la liberación de sustancias químicas al ambiente extracelular a. Emisión de señales paracrinas Se da por la liberación de moléculas reguladoras a través de la matriz extracelular con un efecto local, afecta células blanco (de un órgano especifico) Regula el crecimiento de un órgano y coordinación las actividades de las diferentes células y órganos. b. Emisión de señales sinápticas Señalización usada por neuronas el axón a su órgano blanco por medio de la sinapsis; conecta la terminación axonal con la célula blanco, aquí se libera una hendidura sináptica los neurotransmisores. Regula el crecimiento de un órgano y coordina las actividades de las diferentes células y órganos.  c. Emisión de señales endocrinas Señalización utilizada por las células de las glándulas endocrinas mediante la secreción de reguladores químicos; hormonas hacia el espacio EC que afectan sus células blanco para efectuar respuesta Para que una célula blanca pueda responder a la señalización hormonal, debe tener una proteína receptora específica que se localiza en la superficie externa de la célula, citoplasma o núcleo Moléculas polares: Son las hormonas que no pueden entrar a la célula blanco y requieren de las proteínas receptoras. Moléculas no polares: son las hormonas que pueden difundirse a través de la membrana y entrar a la célula blanco. PERIOSO REFRACTARIO Es un periodo donde no se puede producir un potencial de acción nuevo mientras la membrana siga despolarizada Hay una inactivación de los canales de sodio y potasio y no hay señal excitatoria que lo modifique. PR ABSOLUTO: Periodo donde no se producirá un segundo potencial de acción incluso en un estímulo intenso. PR RELATIVO: Periodo de reposo donde un estímulo intenso reapertura los canales de sodio, considerando que debe ser un impulso muy intenso para alcanzar el umbral.