Tema 1.1 La célula y transporte de membrana PDF

Bloque 1: “Fisiología General”  FISIOLOGÍA GENERAL 1.1 La célula y sistemas de transporte de membrana 1.2 Homeostasis y sistemas de retroalimentación.  FISIOLOGÍA GENERAL 1.1 La célula y sistemas de transporte de membrana 1.2 Homeostasis y sistemas de retroalimentación. ...

Bloque 1: “Fisiología General”  FISIOLOGÍA GENERAL 1.1 La célula y sistemas de transporte de membrana 1.2 Homeostasis y sistemas de retroalimentación.  FISIOLOGÍA GENERAL 1.1 La célula y sistemas de transporte de membrana 1.2 Homeostasis y sistemas de retroalimentación.  Fisiología General: Objetivos 1. Describir la composición, estructura y propiedades de las membranas celulares. 2. Enumerar las características y funciones de los distintos tipos de uniones intercelulares 3. Describir los distintos mecanismos de transporte a través de membrana y conocer un ejemplo de cada tipo. 4. Describir la función de transportadores y canales de membrana. 5. Describir el concepto de osmolaridad y tonicidad.  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática Es la estructura más externa de las células, compuesta por lípidos, carbohidratos y proteínas que rodean, limitan, dan forma y contribuyen a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior de las células. Realmente son dos láminas (bicapa lipídica) que rodean al citoplasma. Funciones: Aislamiento físico Evita la pérdida de los componentes de la célula. Barrera con permeabilidad selectiva. Regula el intercambio con el medio, manteniendo estable el medio interno. Comunicación con el medio ambiente y otras células. Sostén estructural: las proteínas de la membrana celular sujetan al citoesqueleto, que da la forma.  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática Composición:  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática FOSFOLÍPIDOS Representan un 40-80% del contenido total de lípidos de la membrana. Moléculas formadas por 2 cadenas de ácidos grasos, un glicerol, un fosfato y una cadena lateral. Son moléculas anfipáticas, poseen una parte polar e hidrofílica en la región del grupo fosfato (cabeza) y una parte apolar e hidrofóbica en el resto de la molécula (colas).  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática FOSFOLÍPIDOS Se disponen formando una bicapa lipídica asimétrica. La parte media, hidrofóbica, no permite el paso de agua, iones y/o moléculas hidrosolubles. La membrana celular NO es sólida, está en continuo movimiento → MODELO DEL MOSAICO FLUIDO o Modelo de Singer y Nicolson (1972). La membrana es fluida  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática COLESTEROL (CL) Supone el 20-25% del contenido total de lípidos de la membrana Es una molécula anfipática muy pequeña. Su función en la membrana plasmática es evitar que se adhieran las colas de ácido graso de la bicapa. Importante porque proporciona estabilidad y disminuye la fluidez de la membrana. A mayor cantidad de CL la La fuertes, membrana se hace más membrana es fluida rígida y menos flexible.  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática PROTEÍNAS Funciones: Ayudan a los iones y otras moléculas cargadas a pasar a través de la barrera lipídica. Permiten la comunicación intercelular y proporcionan células con información sensorial sobre el medio externo. Proteínas periféricas: están parcialmente embebidas en una cara de la membrana. Ejem: espectrina, actina, clatrina… Proteínas integrales o transmembrana: están incluidas en toda la membrana, desde un lado hasta el otro. Ejem: Transportadores, canales y receptores.  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática PROTEÍNAS  Tema 1.1: LA CÉLULA Membrana celular o membrana plasmática HIDRATOS DE CARBONO Los encontramos en la superficie externa unidos a proteínas (glucoproteínas), o bien, unidos a lípidos (glucolípidos). Actúan como señales de reconocimiento: interacción célula a célula o transmitiendo antigenicidad. Ejem: reconocimiento por el sistema inmune, grupo sanguíneo… Adhesinas en la pared bacteriana Receptor Membrana celular del hospedador  Tema 1.1: LA CÉLULA UNIONES CELULARES Las células se unen entre sí y la matriz extracelular (red de macromoléculas sintetizada por las propias células) para formar unidades mayores denominados Tejidos Tipos de uniones celulares:  Tema 1.1: LA CÉLULA Uniones Célula a Célula ❑ UNIONES COMUNICANTES o GAP JUNTION Son canales formados por dos hemicanales, cada uno de una célula. Función: comunicar. Permiten el paso de pequeñas moléculas hidrosolubles pequeñas (iones, agua,…) y de señales eléctricas (sinapsis) en ambas direcciones. ❑ UNIONES ESTRECHAS o ZONAS DE OCLUSIÓN Es una barrera formada por proteínas transmembrana. Las de una célula se fusionan con las de otra célula adyacente. Función: oclusiva. Evitan el intercambio de sustancias entre las células. Esta función de barrera puede ser alterada en función de las necesidades del organismo. Ejemplo: células del tejido epitelial del estómago, intestino y vejiga y la barrera hematoencefálica.  Tema 1.1: LA CÉLULA Uniones Célula a Célula ❑ UNIONES ADHERENTES Es una placa de unión entre dos células adyacentes. Mantienen unidos los filamentos de actina entre las células. Función: adherencia. Forman un cinturón de adhesión. Da resistencia mecánica a los tejidos y facilita el movimiento epitelial en conjunto. Ejemplo: células del epitelio intestinal cuando el alimento progresa. ❑ DESMOSOMAS Es una placa de unión entre dos células adyacentes. Mantienen unidos los filamentos intermedios entre las células. Función: adherencia. Mantienen fuertemente unidas las células entre sí otorgando resistencia mecánica. (estiramiento y torsión). Relacionadas con la metástasis Ejemplo: epidermis y miocardiocitos.  Tema 1.1: LA CÉLULA Uniones Célula a Matriz ❑ HEMIDESMOSOMAS Es una placa de unión entre célula y matriz. Mantienen unidos los filamentos intermedios a la lámina basal (MEC). Función: adherencia. Fijan o anclan una célula a Adhesión focal Hemidesmosoma la lámina basal o al tejido conectivo otorgando Filamentos de Filamentos actina intermedios resistencia mecánica. Ejemplo: epitelios ❑ ADHESIÓN FOCAL Es una placa de unión entre célula y matriz. Unión de anclaje de la membrana con el tejido conectivo. Función: adherencia. Forman uniones puntuales. Permiten mejorar la resistencia y la migración celular. Ejemplo: unión en la diapédesis o extravasación de los glóbulos blancos  Tema 1.1: NIVELES DE ORGANIZACIÓN Epitelial Conjuntivo o conectivo Muscular Nervioso ORGANISMO: El conjunto de todos los sistemas forma el organismo  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA Necesidades Energéticas No ATP: PASIVO Sí ATP: ACTIVO [X]>[x] [X] 300 mOsm) Hipoosmolar: si tiene una osmolaridad menor que otra solución. (200 mOsm < 300 mOsm)  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASIVO ¿Qué ocurrirá si… la membrana es permeable al soluto? Tenemos el mismo tamaño de compartimentos, ya que el agua no se mueve. Significa que el sdio se puede mover por lo que un sodio de la izquierda pasará a la derecha, pero despueñes de esto el agua no se mueve. Por lo que tenemos el mismo tamaño de compartimentos. Si el agua se mueve el volumen de las celulas cambia, a esto se le denomina TONICIDAD la membrana NO es permeable al soluto? La tonicidad es el concepto que ahce referencia al cambio de volumen celular cuando hay solutos no permeables. Debido al movimiento Este fenómeno se del agua de un denomina compartimento a otro TONICIDAD tenemos distintos tamaños.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASIVO ❑ Tonicidad: describe el efecto que tiene una solución, con solutos que no pueden atravesar la membrana plasmática, sobre el movimiento osmótico del agua en una célula y cómo afecta a su volumen celular. Las soluciones pueden ser: Isotónicas, Hipotónicas o Hipertónicas. La solución es "" RESPECTO A LA CELULA (así es como hay que decirlo.) Isotónica: sin cambio de volumen celular No cambia la célula. Hipotónica: el agua penetra Como la concentración en la célula. Hemólisis. es la misma La célula tiene que cerecer tanto para igualar concentraciones, que explota Por l que hay camibio en la célula 300 mOsm 50 mOsm 600 mOsm Hipertónica: el agua sale de la Citoesqueleto de la célula célula. Crenación. 300 mOsm 300 mOsm Muerte por deshidratación de la célula 300 mOsm Es hipertónca respecto a al célula.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASIVO En examen dice la concentranción y penetrante o no ¿Realmente lo hemos entendido? Soluto NO penetrante Soluto penetrante penetrante o permeable L aoslución resecto a la célula es hipoosmolar, El soluto se puede mover (es lo mismo) si el soluto no se mueve se mueve el agua, por lo que el agua va a diluir, como hay más dentro, el volumen de la célula aumenta, por lo que eshipotoniac La solución respecto a la célula es hipoosmolar respecto a la célula. Al ser pemeable se mueve el soluto, y no hay movimeinto de agua, si no hay movimiento de agua es isotónica.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASIVO N= no penetrante P= PENTRANTE ¿Realmente lo hemos entendido? la celula llega a su equilibrio, P va a entrar para igualar concentraciones, Issosmolar: porque hay 6dentro y 6 fuera al entrar uno dentro hay 7 y fuera 5, Hipotónica, hay que saber si es penetrante o no. al no encontrar un equilibrio, se mueve el agua, el agua entra y se iguala la concentración  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASIVO Las proteinas tienen carga negativa, ❑ Efecto de Gibbs-Donnan: como las proteinas satraen el agua, las atraen para que no salga el agua movimiento de agua=osmosis. Las fuerzas que ejercen las proteinas= presión osmotica de las proteinas (presión oncótica).  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS La mayoría de los solutos atraviesan las membranas con la colaboración de proteínas de membrana. Puede ser de dos tipos: Transporte pasivo: Difusión facilitada A favor de gradiente de concentración. [X] > [x] a través de proteínas, moléculas medianas, No requiere gasto de energía polares, con carga e hidrosolubles Paraliza en el equilibrio a ambos lados de la membrana Transporte muy específico Transporte activo: transporte activo primario y secundario En contra de gradiente. [X] < [x] Requiere gasto de energía No alcanza un equilibrio Transporte muy específico  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS ❑ Difusión facilitada: es un tipo de transporte pasivo en el cual las moléculas se mueven de un lado a otro de la membrana con ayuda de una proteína, la cual puede ser un canal o un transportador. Canales: conjunto de proteínas de membrana que forman canales llenos de agua por donde pasan iones. Son muy selectivos, depende la entrada del ion del diámetro y de la carga eléctrica del poro. permiten el movimiento de iones (sodio, potasio,cloro), Los canales si la puerta está abierta el interior y el exterior están en contacto. Algunos Dentro de canales los canalessiempre están abiertos, podemos diferenciar tres tipos: que dependen del estímulo que hacen que los canales se abran mientras que otros poseen compuertas que pueden abrirlos o cerrarlos. Según el estímulo que abre los canales se clasifican : Canales regulados por ligando (sustancia química) Hormona Canales regulados por voltaje (Estado eléctrico de la membrana) culaquier variables física o mecánica. Canales mecanosensibles (Tª, aumenta temperatura, el canal se abre y los iones se mueven. presión,…)  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS ❑ Difusión facilitada: es un tipo de transporte pasivo en el cual las moléculas se mueven de un lado a otro de la membrana con ayuda de una proteína, la cual puede ser un canal o un transportador. Transportador: proteínas de membrana en las cuales se unen sustancias grandes para ser transportadas de un lado a otro de la membrana donde será Para dejar que entre o salgan las moléculas cambian su forma, liberado. Tipos de transportadores: Uniportadores: 1 molécula Cotransportadores: >= 2 moléculas (transporte activo) NO DIFUSIÓN FACILITADA Simportadores: misma dirección Antiportes o contratransportadores: distinta dirección. SUSTANCIA QUE SE MUEVE A TRAVÉS DEL TRANSPORTADOR: GLUCOSA  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS Propiedades de los transportadores Especificidad: capacidad para transporta un tipo o grupo de moléculas relacionadas. no van a mover cualqueir tipo de molécula, o una sola o un grupo o familia de moléculas Competencia. Si un transportador mueve varias moléculas, éstas compiten entre sí. Saturación: la velocidad de transporte depende de la concentración de sustrato y del número de transportadores. Punto máximo: transportadores saturados. si en una cinta llegan las botellas, si llegan de una en una no se acumulan si llevas más de golpe, se acumualrán, y estaré saturado. Especificidad Competencia Saturación si tengo 8 glucosa y 8 galactosa, van a entrar menos que pos sus transportadores individuales.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS ❑ Difusión facilitada Canales Transportadores ∙ Transporte pasivo ∙ Dirección a favor de concentración [X] > [x] ∙ Selectivo  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE PASIVO ¿Realmente lo hemos entendido?... ¿Qué línea corresponde a la difusión simple y a la difusión facilitada? LA ROJA: DIFUSIÓN FACILATADA, PORQUE TIENE UNA VELOCIDAD MÁXIA LA AZUL: DIFUSIÓN SIMPLE, NUNCA SE SATURA CUANTO MÁS HAY MÁS RAPIDO  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS ❑ Transporte Activo: es un tipo de transporte en el cual las moléculas se mueven de un lado a otro de la membrana, de  [X] a  [X] con ayuda de un transportador y con gasto energético (ATP). Tipos: Transporte activo primario: la energía para mover las moléculas en contra de gradiente proviene del enlace de fosfato de alta energía del ATP (hidrólisis del ATP (enzimas ATPasa)). las proteinas utilizan la enrgñia de la hidroliss de la ATP para mover la o las moléculas siempre en contra de gradiente. Transporte activo secundario: usa la energía potencial almacenada en el gradiente de concentración de una molécula (Na+) para desplazar a otra en contra de su gradiente, es decir ATP: tres fosfatos. depende del transporte activo primario.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS ❑ Transporte Activo Primario en contra del gradiente Bomba Na+/K+ http://img641.imageshack.us/img641/3184/nakultimointentocooyaxd.png Son enzimas ATPasa, al hidrolizar el ATP en ADP + Pi se produce un cambio de conformación Saca 3 Na+ al LEC y meten 2 K+ al LIC. en contra de gradiente. Importantes: El gradiente de Na+ se usa para transportar otras moléculas (transporte activo secundario) Bomba electrógena Si se paran las bombas la célula muere.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR PROTEÍNAS ❑ ElTransporte Activo Secundario se obtiene del gradiente sodio no entra en contra de gradiente. La glucosa o los aminoácidos tampoco se mueven en contra de gradiente, por lo que sin gasto de ATP no puede ocurrir SGLT: transportador Na+-glucosa La energía para producir el movimiento en contra de gradiente se obtiene a partir del transporte a favor de gradiente del sodio (difusión). Este gradiente de Na+ se consigue gracias a la bomba Na+/K+ Puede ser: simporte o contratransporte Saca la energía del gradiente del sodio, que ha producido a bomba sodio-potasio. El sodio entra, la otra molécula tiene que entrrar (no puede salir). Sin portador misma dirección  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS Las moléculas muy grandes no pueden atravesar por sí solas o con ayuda de una proteína (canal o transportador) la membrana plasmática, lo deben de hacer a través de vesículas. Es un transporte activo ya que requiere gasto de energía para formar y mover las vesículas. Tipos: Fagocitosis Endocitosis Exocitosis Transcitosis  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS ❑ Fagocitosis: Proceso mediado por filamentos de actina por el cual una célula engloba a una bacteria u otra partícula dentro de una vesícula denominada: fagosoma. El fagosoma se desprende de la membrana celular y se desplaza hacia el interior de una célula donde se fusiona con un lisosoma. Las enzimas del lisosoma las destruirá.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS ❑ Endocitosis: Proceso en el cual la membrana plasmática se invagina para transporta sustancias desde el LEC al LIC mediante una vesícula.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS ❑ Endocitosis Hay 2 tipos: ▪ Mediada por receptores: Muy selectiva. Las células captan un ligando específico. Pasos: – Unión del ligando con el receptor. – Formación de las vesículas. – Pérdida de la cubierta de clatrina. – Fusión con el endosoma (se separa ligando y receptor) – Reciclado de los receptores – Degradación en los lisosomas  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS ❑ Endocitosis ▪ Pinocitosis: Se capturan gotas de líquido extracelular No participan proteínas receptoras. Dentro de la célula la vesícula se fusiona con los lisosomas. Se produce en la mayor parte de las células, especialmente en el intestino y los riñones.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS ❑ Exocitosis: proceso mediante el cual se secretan proteínas y otras moléculas grandes (neurotransmisores, hormonas,…) que no pueden atravesar la membrana plasmática desde el LIC al LEC mediante vesículas. Las vesículas que contienen el producto se forman en el aparato de Golgi y se fusionan con la membrana plasmática para eliminar el contenido al exterior. Proceso por el cual se liberan sustancias a partir de vesículas.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS ❑ Transcitosis: Movimientos de sustancias dentro y fuera de la célula sucesivamente. Son endocitadas por un polo de la célula y exocitadas por el polo opuesto, pero no se modifica el contenido de la vesícula.  Tema 1.1: SISTEMAS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA EJEMPLO EN EL ORGANISMO Transporte Transepitelial: es un movimiento que combina el transporte pasivo (difusión facilitada), el transporte activo primario y el transporte activo secundario. Este tipo de transporte ocurre en las células epiteliales que revisten la superficie del cuerpo y los órganos huecos. Para que una molécula pase desde el ambiente externo a la sangre primero debe atravesar el epitelio. (ABSORCIÓN)