Notas Fisiopatológicas sobre Células PDF

NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS A mediados del siglo XIX (19), los investigadores M. Schwann definieron las células como unidades fundamentales de estructura y función de todas las cosas vivas, capaces de efectuar, como unidades independi...

NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS A mediados del siglo XIX (19), los investigadores M. Schwann definieron las células como unidades fundamentales de estructura y función de todas las cosas vivas, capaces de efectuar, como unidades independientes, todos los procesos vitales y, en conjunto, funcionar como sistemas complejos. Esta es la teoría celularde Schleiden y Schwann. Casi 2/3 partes del agua ésta en el interior de las células (espacio intracelular) y el 1/3 restante ésta fuera (espacio extracelular), formando parte de la sangre (espacio intravascular), mientras que una pequeña proporción se mueve libremente entre las células (espacio extravascular o intersticial). Hay un flujo continuo y controlado de sustancias entre los tres compartimentos intracelular, intersticial e intravascular. Las células sobreviven si hay equilibrio entre su propia composición y la del medio en el que se encuentran, siempre que no haya sustancias que puedan dañarlas, como tóxicos o sus propios productos de desecho. Ese medio equilibrado y libre de tóxicos que permite la vida celular y su funcionamiento es lo que llamamos medio interno, y denominamos homeostasis al conjunto de mecanismos que nos permiten mantener la estabilidad del medio interno. 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 NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS 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. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS Los organismos vivos tienen otros elementos, como minerales (Na+, K+, Mg+2, y compuestos inorganicos De estos últimos mencionamos, por su importancia el ácido fosfórico (H3PO4), componente estructural de varias biomoléculas como el ADN, el ARN, el ATP, los fosfolípidos. PROCARIOTAS: SON AQUELLAS QUE NO TIENEN UN NUCLEO DEFINIDO POR UNA MEMBRANA EUCARIOTAS: SON AQUELLAS QUE TIENEN UN NUCLEO DEFINIDO, RODEADO POR UNA MEMBRANA NUCLEAR. 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. Hay otras células que no poseen un núcleo diferenciado, separado del citoplasma por una membrana nuclear, que no poseen (o poseen pocas) estructuras internas con membrana y que además de membrana citoplasmática pueden tener, por fuera de esta, una estructura rígida llamada pared celular. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS Así pues, se reconocen en la célula tres partes: el núcleo, el citoplasma y la membrana citoplasmática. Así pues, hay que entender que las membranas no son estructuras inertes, sino muy dinámicas. Además, las moléculas de la membrana mantienen interacciones tanto con la matriz extracelular como con el propio citoesqueleto intracelular. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS Estos dominios pueden depender de estructuras lipídicas (como los microdominios lipid rafts) o de grupos de proteínas, y aunque se encuentran distribuidos por toda la membrana. Tienen especial relevancia las que se encuentran en la glucocálix, asociadas sobre todo a azúcares formando glucoproteínas, y organizadas en microdominios que cubren toda la membrana. En la glucocálix también hay glucolípidos que, junto con las glucoproteínas, contituyen un conjunto de marcadores de membrana que permiten diferenciar las células. Así, por ejemplo, hay células como los linfocits que son visualmente idénticas, pero tienen diferentes marcadores de membrana que permiten ditinguir diferentes tipos, como veremos en temas posteriores. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS 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 La membrana es un mosaico heterogéneo y asimétrico en donde los movimientos están restringidos por zonas o dominios que tienen una especialización concreta LOS COMPONENTES DE LAS MEMBRANAS SE ORGANIZAN EN DOMINIOS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES. En cuanto a las funciones de la membrana citoplasmática: Actúa como un verdadero 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. 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, ya que, en reposo, hay una diferencia eléctrica de unos -60 a -70 mV. En el mantenimiento de este potencial de reposo es fundamental el papel de la bomba de Na+-K+, que está continuamente expulsando el Na+ y reteniendo el K+ que se mueven de un compartimento a otro siguiendo un gradiente de concentración, estableciéndose, para cada uno, un potencial de equilibrio. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS El glucocálix está literalmente lleno de microdominios con glucolípidos y glucoproteínas distintos en las diferentes células corporales, lo que permite diferenciarlas (marcadores de membrana). Algunos de estos marcadores nos permiten distinguir si una célula pertenece a un individuo u otro. Estos marcadores actúan como receptores para determinadas sustancias. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS Son proteínas de membrana (salvo las de clase III) que tienen una función de presentar los antígenos (sustancias extrañas) a las células de defensa, además de servir para diferenciar células de distintos individuos. Moléculas de clase I, presentes en la superficie de todas las células corporales nucleadas. Moléculas de clase II, que solo están en algunas células capaces de presentar antígenos (células presentadoras de antígenos), muchas de las cuales forman el llamado sistema mononuclear fagocítico (más información cuando veamos el tejido conectivo). Moléculas clase III, que son moléculas no unidas a las células, sino que aparecen en el plasma como mediadores de la inflamación. 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. 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-. Su integridad se mantiene por la existencia de un citoesqueleto formado por proteínas que se unen entre sí de forma reversible, así que hay una contínua remodelación del citoesqueleto que se mantiene como una estructura dinámica, lo que facilita la circulación de sustancias y orgánulos en su interior, y tambien facilita el propio movimiento celular, muy importante en el caso de las células de defensa o la contracción muscular. El citosol es un medio que posee una gran cantidad de enzimas que participan en distintas rutas metabólicas, como la glucólisis anaerobia, el metabolismo del glucógeno (glucogenólisis y glucogenogénesis), la vias de las pentosas, la gluconeogénesis y, en colaboración con los ribosomas, la síntesis de proteínas Además, contiene enzimas que participan en los procesos de muerte celular programada. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS Todas las células humanas tienen un núcleo separado del citoplasma por una membrana nuclear, que tiene la característica de que es doble y tiene numerosos poros. En una zona del nucleoplasma se localizan uno o más “orgánulos” nucleares llamados nucléolos (las células humanas tienen entre 1 y 5). NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS 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 gracias a la existencia de la enzima telomerasa, que desaparece tras el nacimiento. 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, que está sometido a continuas agresiones que lo alteran. Cada vez que la célula se divide, los telómeros se acortan hasta que desaparecen, momento en el que se incia un proceso de muerte celular programada (apoptosis). Así pues, hay una relación directa entre los telómeros y el envejecimiento. Se denomina ciclo celular a las diferentes etapas por las que pasa una célula desde que nace hasta que se divide o muere. Durante la fase G1 (G de gap), la célula crece y se diferencia, es decir, va adquiriendo las organelas que precisa según las funciones que va a desarrollar. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS Durante la fase S hay una duplicación de la cromatina, de tal forma que los cromosomas adquieren dos cadenas de ADN cada uno, preparando así la división celular. En esta fase, la célula se prepara para la división, por lo que genera muchas organelas para ambas células hijas, que se forman en la fase M. Muchas de estas células permanecen en los tejidos adultos y mantienen su capacidad de reproducirse para formar nuevas células. De hecho, hay líneas, como las sanguíneas, en las que a partir de una única célula- madre se pueden formar distintas líneas, con células-madre intermedias, hasta dar lugar a los dintintos tipos de células. El proceso tiene una fase de división en las que se forman células inmaduras (blastos) y otra de transformación hasta las células maduras. En el citoplasma hay unas enzimas proteolíticas intracelulares (caspasas) cuya principal función es la muerte programada de células que o bien no son necesarias (por ejemplo, durante el desarrollo embrionario) o bien han sufrido daños irreparables. Inflamatorias (1, 4, 5, 11, 12, 13 y 14), que se activan por los inflamasomas. Participan en los procesos de muerte celular programada (apoptosis), y en ellas, a su vez, hay dos grupos: iniciadoras (2, 8, 9 y 10), que inician el proceso. Efectoras (3, 6 y 7), que desarrollan una intensa actividad proteolítica y provocan la muerte celular. NOTAS FISIOPATOLOGIA CELULAS