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Membrana Celular

    Estructura y función de la membrana celular. Modelo del mosaico fluido.


    
La membrana plasmática constituye una barrera flexible y fuerte que envuelve y contiene el citoplasma o matriz de la célula. 

    El "modelo de mosaico del líquido (fluido)"  describe su estructura. El marco estructural básico de la membrana plasmática es la "bicapa de lípidos" (o lipídica), dos capas confrontadas que están constituidas por tres tipos de moléculas de lípidos -fosfolípidos, colesterol y glucolípidos-. Los "fosfolípidos", que contienen grupos o radicales fosfato, integran 75% de la membrana. En cantidades pequeñas se halla el "colesterol", un esteroide al que está unido un radical -OH (alcohol), así como diversos "glucolípidos" enlazados a grupos de hidrato de carbono (azúcares). La disposición de la bicapa se mantiene porque los lípidos son "amfipáticas", es decir, tienen partes de carácter polar y apolar. En los fosfolípidos la parte polar corresponde al fosfato, que es hidrófilo. 




    Las partes no polares son dos caudas largas de ácido graso, formadas por cadenas hidrófobas de hidrocarburos. Debido a que hay afinidad entre iguales, en la bicapa las moléculas fosfolípidas orientan sus cabezas polares hacia afuera, es decir, uno de sus lados se proyecta hacia el entrono acuoso -citosol en la cara interna y líquido extracelular hacia la externa-. Los ácidos grasos hidrófobos extienden sus caudas en ambas mitades de un punto de la bicapa hacia el centro de la membrana, con lo que conforman en la zona interna una región apolar e hidrófoba.

    Los glucolípidos constituyen 5% de la membrana lipídica; sus grupos carbohidratos forman una cabeza polar, mientras que sus caudas de ácidos grasos carecen de polaridad. Se encuentran sólo en la capa de la membrana que comunica con la fase del líquido extracelular y, por ello, se dice que la bicapa es asimétrica; dicho en otras palabras, sus dos lados son diferentes.

    De la membrana plasmática, 20% restante de los lípidos está compuesto por moléculas de colesterol débilmente anfipáticas, las cuales se hallan interpuestas entre los otros lípidos de ambas capas. El diminuto grupo unido al radical -OH constituye la única región polar del colesterol y forma enlaces de hidrógeno con las cabezas polares de los fosfolípidos y los glucolípidos. Los anillos de esteroides rígidos y las cuadas de hidrocarbono del colesterol, que no son de carácter polar, se hallan fijas entre las colas de ácido graso de los fosfolípidos y los glucolípidos. De manera característica la membrana plasmática tiene más colesterol que la membrana de los organelos.




    Se encuentran en la membrana dos categorías de proteínas -íntegras y periféricas- según se hallen insertas o no en la membrana. Las "proteínas íntegras" se extienden dentro o a través de la bicapa entre las caudas de los ácidos grasos. Por otro lado, las "proteínas periféricas" se relacionan con lípidos o con las proteínas que la membrana tiene en sus lados interno o externo. 

    Las proteínas íntegras que pasan a través de la bicapa entera y sobresalen en ambos lados de la membrana reciben el nombre de "proteínas transmembranosas". Muchas proteínas íntegras son "glucoproteínas" con grupos de carbohidratos unidos a los extremos que se extienden hasta la fase del líquido extracelular. Los carbohidratos pueden ser cortos, rectos o en cadenas ramificadas compuestas por dos a 60 monosacáridos. Las porciones carbohidrato de los glucolípidos y las glucoproteínas forman una extensa cubierta de azúcar llamada "glucocáliz", cuya composición actúa como una forma de identidad molecular que permite que las células se reconozcan unas a otras.

    Algunas proteínas transmembranosas forman "canales" que tienen un poro o agujero a través del cual pueden entrar o salir de la célula sustancias específicas como ,os iones potasio (K+). La mayoría de dichos canales son selectivos, ya que solo permiten el paso de un ion determinado. Otras proteínas de la embrana actúan como "transportadores"; es decir se unen a una sustancia polar en un lado de la membrana y luego cambian su forma para llevarla al otro lado donde la liberan. Algunas proteínas íntegras se denominan "receptores" los cuales sirven como sitios de reconocimiento celular. Estas proteínas identifican y enlazan una molécula específica (p.ej., la hormona insulina o un nutriente como la glucosa). Se denomina "ligando" una molécula específica que se une a un receptor. 

    Algunas proteínas íntegras y periféricas son "enzimas". Las membranas de las glucoproteínas y los glucolípidos con frecuencia se llaman "marcadores de identidad celular",  los cuáles hacen posible que una célula reconozca a otrras de la misma clase durante la formación de un tejido o identifiquen y respondan a células extrañas portencialmente peligrosas. Entre los los marcadores de identidad celular están los del tipo sanguíneo (ABO). Las proteína íntegrales y periferiféricas pueden servir como "ligadores", que fijan las proteínas en la membrana plasmática de las células vecinas, una a otra, o a los filamentos dentro y fuera de la célula.


    Dinámica de la membrana.

    Mecanismos de intercambio de solutos: difusión simple y facilitada, osmosis, filtración, transporte activo primario (bomba sodio-potasios ATPasa) y secundario, endocitosis y exocitosis.


Membrana celular 2EV1




Membrana celular 2EV2




Membrana celular 2EV3



Fuente:

Guyton. Tratado de Fisoología Médica. Ed. Mosby, 2011. 12a edición. ISBN: 9788480868198.
Kim Barrett. Fisiología Humana. Ed. McGraw-Hill, 2010. 23a edición. ISBN: 9786071503053.
Silverton. Fisiología Humana. Ed. Panamericana, 2008. 4a edición. ISBN: 9789500619820.
Boron, F. Medical Physiology. Ed. Elsevier, 2009. eth ed. Idioma inglés. ISBN: 9780808923336.
Druker Colin, René. Fisiología Médica. Editorial Manual Moderno, México, 2005. ISBN: 9707290602.

Dr. Víctor H. Loo A.
Psiquiatría Infantil y de la Adolescencia.
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