2. Membrana celular

UNIVERSIDAD NACIONAL “JOSÉ FAUSTINO CARRIÓN”

UNSACA - HUACHO

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MEDICINA HUMANA

CURSO: BIOLOGÍA GENERAL, celular y molecular

TEMA: MEMBRANA CELULAR

DOCENTE: SEGAMI SALAZAR, Gabriel Hugo

ALUMNO: Palacios Vergara, raisa

CICLO: I

HUACHO – Perú

2009

Universidad Nacional “José Faustino Sánchez Carrión” – Facultad de Medicina

INTRODUCCIÓN

Se estima que la célula apareció hace unos 3800 millones. No se sabe cuales fueron las circunstancias que causaron su origen pero se tiene entendido que no pudo haber surgido ningún tipo de célula sin haberse creado antes un modelo de membrana.

La membrana celular, al comienzo, solo habría sido una simple estructura que evitaría que los componentes no se dispersaran en el medio en el cual vivían y a la vez, aislaba parcialmente a la célula del exterior volviéndola selectivamente permeable a los solutos polares.

Con el paso del tiempo la membrana celular ha ido evolucionando al igual que tantas otras estructuras y organelas presentes en el medio interno celular.

La membrana celular, o plasmática, es esencial en la vida celular. No solamente define los límites de la célula, sino que además permite que la célula exista como una entidad diferente de su entorno. Esta membrana regula el tránsito de sustancias hacia fuera y hacia adentro de la célula. En las células eucarióticas, además, define los compartimientos y organelas, lo que permite mantener las diferencias entre su contenido y el citosol.

Biología General, Celular y Molecular Ciclo I – 2009 Docente: SEGAMI SALAZAR, Gabriel


MEMBRANA CELULAR

La membrana celular, como todas las membranas biológicas, consiste en una delgada capa de fosfolípidos y proteínas. Tiene entre 7 y 9 nanómetros de grosor y no puede ser resuelta por el microscopio óptico. En cambio, con el microscopio electrónico, puede verse como una doble línea delgada y continua.

Las membranas serán distintas de acuerdo a la función de la célula. O sea, puede variar el tipo de lípido que tiene. Si hay más dobles enlaces, la membrana será más fluida; si no hay dobles enlaces, la membrana será más rígida. Mientras más grande es el ácido graso, la membrana será más viscosa. Mientras sea mayor la razón colesterol fosfolípido, menor será la fluidez de la membrana.

La mayor parte de los iones y moléculas solubles en agua son incapaces de cruzar de forma espontánea esta barrera, y precisan de la ayuda de proteínas específicas de transporte o de canales proteicos. De este modo la célula mantiene concentraciones de iones y moléculas pequeñas distintas de las que existen en el medio externo. Otro mecanismo, que consiste en la formación de pequeñas vesículas de membrana que se incorporan a la membrana plasmática o se separan de ella, permite a las células animales transferir macromoléculas y partículas aún mayores a través de la membrana.

1. ESTRUCTURA:



La estructura básica de la membrana es una red de moléculas fosfolipídicas, en las que se encuentran embutidas moléculas de colesterol y moléculas grandes de proteína.

Las membranas están generalmente rodeadas por un medio acuoso, lo que hace que las moléculas de fosfolípidos se dispongan formando una bicapa. De acuerdo con el modelo del mosaico fluido, las membranas celulares, se forman a partir de estas bicapas de fosfolípidos, en las cuales están embutidas moléculas de proteínas y de colesterol.

Las moléculas de colesterol se encuentran insertas entre las colas hidrofóbicas de los fosfolípidos. Sobre la cara citoplasmática de la membrana, las proteínas periféricas de membrana se encuentran unidas a algunas de las proteínas integrales. La porción de la superficie de una molécula de proteína que se encuentra dentro de la bicapa lipídica es hidrofóbica; la porción de la superficie expuesta afuera de la bicapa es hidrofilica. Se cree que poros con superficies hidrofílicas atraviesan algunas de las moléculas de proteína.

Las moléculas de lípidos y proteínas pueden, en general, desplazarse lateralmente por la bicapa.

COMPOSICIÓN:

LÍPIDOS: Representan el 30% de la composición de la membrana. Se pueden dividir en fosfolípidos, glucolípidos y colesterol. Todos ellos tienen carácter anfipático, es decir que tienen un doble comportamiento (Una parte de la molécula es hidrófila y otra parte de la molécula es hidrófoba) y forman bicapas.

Los lípidos se encuentran en estado líquido en las membranas biológicas, lo que hace que sean estructuras dinámicas; por tanto, los lípidos se pueden mover dentro de una monocapa, pueden rotar, tener difusión lateral (movimiento dentro de una monocapa) o difusión flip flop (de una monocapa a otra).

La composición de las bicapas no es siempre la misma, pues depende de la presencia de proteínas que requieren unirse a determinados fosfolípidos.

FOSFOLÍPIDOS: Aproximadamente el 75% de los lípidos de membrana son fosfolípidos (lípidos que contienen fósforo).

Los fosfolípidos Son moléculas anfipáticas compuestas por un glicerol (propanotriol, alcohol con tres grupos hidroxilo), al que se le unen dos ácidos grasos y un grupo fosfato. El fosfato se une mediante un enlace fosfodiéster a un compuesto nitrogenado como colina, serina o etanolamina, formando la cabeza polar.

La región apolar de los fosfolípido está conformada por las “colas” apolares; y la región polar está conformada por el grupo fosfato cargado negativamente y por la molécula unida a él.



La capa de fosfolípido es dinámica porque las moléculas de lípidos resbalan de un lado para otro e intercambian su sitio dentro de la misma capa. Igualmente, la bicapa es autosellante: si se perfora con una aguja, al retirar esta el orificio se cierra.

Glicerol:

Existen cuatro tipos de fosfolípidos en la membrana celular:

o Fosfatidilcolina: Llamado también lecitina. Posee el aminoalcohol colina.

o Esfingomielina: (en este fosfolípido la glicerina ha sido sustituída por un aminoalcohol llamado D-4-esfingenina)

o Fosfatidilserina: Posee el aminoalcohol serina.o Fosfatidiletanolamina: Posee el aminoalcohol etanolamina.

Debido a su anfipatía los fosfolípidos se pueden ordenar en tres conformaciones básicas:

o Micelas: Son lípidos esféricos que contienen material no acuoso. Las cabezas polares de los lípidos anfipáticos se ubican hacia el exterior, y las colas no polares hacia el interior.

o Liposomas: Son vesículas esféricas formadas al doblarse una bicapa sobre si misma. Contienen un núcleo de solución acuosa.

o Bicapas: Están formadas por dos capas orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas están cara al citosol y al líquido extracelular y las colas apuntan hacia en interior de la membrana.


http://es.wikipedia.org/wiki/Etanolamina

http://es.wikipedia.org/wiki/Serina

http://es.wikipedia.org/wiki/Colina_(qu%C3%ADmica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Glycerin.svg


GLUCOLÍPIDOS: Representan el 5% de los lípidos de membrana. Son esfingolípidos compuestos por una ceramida (esfingosina + ácido graso) y un glúcido de cadena corta. Son anfipáticos, al igual que los fosfolípidos, pero carecen de grupo fosfato y se encuentran sólo en la parte extracelular de la membrana entremezcladas con las moléculas de fosfolípidos. Son importantes para mantener la adhesión entre las células y tejidos y pueden contribuir a la comunicación y reconocimiento entre células. Son el blanco de ciertas toxinas bacterianas. Pueden actuar como protectores, aisladores y receptores.

Los glucolípidos se pueden dividir en cerebrósidos, globósidos y gangliosidos.

o Cerebrósidos. Los cerebrósidos tienen un único azúcar unido mediante enlace β-glucosídico al grupo hidroxilo de la ceramida; los que tienen galactosa (galactocerebrósidos) son uno de los principales componentes de la mielina encontrándose de manera característica en las membranas plasmáticas de células del tejido nervioso. Los que contienen glucosa (glucocerebrósidos) se hallan en las membranas plasmáticas de células de tejidos no nerviosos. Los sulfátidos poseen una galactosa esterificada con sulfato en el carbono 3.

o Globósidos. Son glucoesfingolípidos con oligosacáridos neutros unidos a la ceramida.


http://es.wikipedia.org/wiki/Oligosac%C3%A1rido

http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato

http://es.wikipedia.org/wiki/Glucocerebr%C3%B3sido

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_glucos%C3%ADdico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cerebr%C3%B3sido

http://es.wikipedia.org/wiki/Fosfato

http://es.wikipedia.org/wiki/Gl%C3%BAcido

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_graso

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfingosina

http://es.wikipedia.org/wiki/Ceramida

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfingol%C3%ADpido


o Gangliósidos. Poseen cabezas polares muy grandes formadas por unidades de oligosacáridos cargadas negativamente ya que poseen una o más unidades de ácido N-acetilneuramínico o ácido siálico que tiene una carga negativa a pH 7. Los gangliósidos se diferencian de los anteriores por poseer este ácido. Están concentrados en gran cantidad en las células ganglionares del sistema nervioso central, especialmente en las terminaciones nerviosas. Los gangliósidos constituyen el 6% de los lípidos de membrana de la materia gris del cerebro humano y se hallan en menor cantidad en las membranas de la mayoría de los tejidos animales no nerviosos. Se presentan en la zona externa de la membrana y sirven para reconocer las células, por lo tanto se les considera receptores de membrana. Su nombre se debe a que se aislaron por primera vez de la membrana de las mitocondrias de las células ganglionares.

COLESTEROL: Representan el 20% de los lípidos de los lípidos de membrana. Es un esteroide anfipático, posee una pequeña cabeza polar (el oxidrilo del carbono 3) dirigida hacia la superficie acuosa, mientras que el resto de la de la molécula es hidrofóbica y permanece confinado en el interior de la bicapa. La molécula de colesterol se inserta en la membrana con la misma orientación que el fosfolípido.

La cantidad de colesterol puede variar con el tipo de membrana. Las membranas plasmáticas tienen casi un colesterol por molécula de fosfolípido. Otras membranas no tienen colesterol (membrana de las paredes bacterianas, plantas y hongos) Sin colesterol la célula necesitaría de una pared celular.

Las moléculas de colesterol cumplen varias funciones en la membrana: Inmovilizan algunos de los primeros grupos hidrocarbonados de las moléculas de fosfolípidos. Esto produce dos importantes efectos: por un lado se incrementa la impermeabilidad de la bicapa a las moléculas


http://es.wikipedia.org/wiki/Materia_gris

http://es.wikipedia.org/wiki/Terminaci%C3%B3n_nerviosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Oligosac%C3%A1rido

http://es.wikipedia.org/wiki/Gangli%C3%B3sido


solubles en agua, y por otro lado le confiere una mayor fortaleza aunque disminuye la flexibilidad y fluidez de la membrana a la temperatura central del organismo de 37º C.

PROTEÍNAS: Representan el 60% de la composición de la membrana. Algunas proteínas son enzimas y regulan reacciones químicas particulares; otras son receptores, implicados en el reconocimiento y unión de moléculas señalizadoras, tales como las hormonas; y otras son proteínas de transporte, que desempeñan papeles críticos en el movimiento de sustancias a través de la membrana.

o INTEGRALES: Están inmersas dentro de la bicapa y establecen interacciones definidas con los lípidos que la componen. Algunas suelen atravesar la bicapa lipídica una o varias veces, por esta razón se les llama proteínas de transmembrana. Diferentes proteínas integrales desempeñan funciones diferentes; algunas son enzimas, otras son receptores y otras son proteínas de transporte.

La mayoría de las proteínas integrales presentan una de dos configuraciones básicas:

Una hélice alfa embutida en el interior hidrofóbico de la membrana, con porciones hidrofílicas menos regulares que se extienden a uno u otro lado y están, a menudo, extensamente plegadas en una estructura globular terciaria.

La otra configuración se encuentra en moléculas globulares grandes que poseen estructuras cuaternarias o terciarias complejas, resultantes de "pasajes" repetidos a través de la membrana. Las porciones de estas proteínas embutidas en el interior hidrofóbico de la bicapa son segmentos de hélice alfa apretadamente enrollados. Aunque las superficies embutidas en contacto con la bicapa lipídica siempre son hidrofóbicas, las porciones interiores de algunas proteínas globulares son aparentemente hidrofílicas; esto permite la existencia de "poros" a través de los cuales ciertas sustancias polares pueden cruzar la membrana.



o PERIFÉRICAS: Se localizan a un lado u otro de la bicapa lipídica y están unidas débilmente a las cabezas polares de los lípidos de la membrana o a otras proteínas integrales por enlaces de Hidrógeno. No se encuentran inmersas en la capa.

CARBOHIDRATOS: Representan el 10% de la composición de la membrana celular. Se encuentran unidos a lípidos y proteínas y se sitúan en la superficie externa de las células eucariotas por lo que contribuyen a la asimetría de la membrana.

Las cadenas de carbohidratos unidas a los glucolípidos y a las proteínas que sobresalen de la cara exterior de la membrana están implicadas en la adhesión de las células entre sí y en el "reconocimiento" de moléculas en la superficie de la membrana.

Entre algunas de sus funciones destacan:

o Protege la superficie de las células de posibles lesiones.o Confiere viscosidad a las superficies celulares, permitiendo el

deslizamiento de células en movimiento, por ejemplo en las sanguíneas.

o Presenta propiedades inmunitarias, por ejemplo los glúcidos del glucocálix de los glóbulos rojos representan los antígenos propios de los grupos sanguíneos del sistema sanguíneo ABO.

o Interviene en los fenómenos de reconocimiento celular, particularmente importantes durante el desarrollo embrionario.

PROPIEDADES DE LA MEMBRANA:

La membrana es fluida, pues las proteínas se hallan hidratadas y pueden movilizarse lateralmente. La fluidez de la membrana es una propiedad de los fosfolípidos. A una determinada Tº, el principal factor de la fluidez es el largo de la cadena de los ácidos grasos y su saturación. Los ácidos grasos insaturados aumentan la fluidez



La membrana es asimétrica ya que la disposición de las proteínas es diferente en ambas caras, adquiriendo la configuración de un mosaico.

La membrana es semipermeable, es decir presenta permeabilidad selectiva. Controla el ingreso y la salida de moléculas.

A baja temperatura la bicapa está en un estado de gel. A temperaturas corporales mas altas, la bicapa se “funde” (“melt”) y el interior es fluido, permitiendo a las moléculas de lípidos moverse, rotar e intercambiar de lugar. Esto también permite el movimiento de otros componentes de la membrana.

2. FUNCIONES:

COMPARTEMENTALIZACIÓN: Delimitación del medio intracelular del extracelular. El sistema de membranas esta formada por todas la membrana que presenta un célula, como la membrana celular, todo el sistema de endomembranas (retículo endoplasmático, aparato de golgi, carioteca) y algunos organelas

RECEPCIÓN DE INFORMACIÓN: Poseen receptores químicos (proteínas intrínsecas) que se combinan con moléculas específicas que permiten a la membrana recibir señales y responder de manera específica, por ejemplo, inhibiendo o estimulando actividades internas como el inicio de la división celular, la elaboración de más glucógeno, movimiento celular, liberación de calcio de las reservas internas, etc.

SEMIPERMEABILIDAD: Impide el libre intercambio de materiales de un lado a otro, pero al mismo tiempo proporcionan el medio para comunicar un espacio con otro.

La permeabilidad de la membrana depende de varios factores relacionados con las propiedades físico-químicas de la sustancia:

o SOLUBILIDAD EN LOS LÍPIDOS: Las sustancias que se disuelven en los lípidos (moléculas hidrófobas, no polares) penetran con facilidad en la membrana dado que esta está compuesta en su mayor parte por fosfolípidos.

o TAMAÑO: la mayor parte de las moléculas de gran tamaño no pasan a través de la membrana. Sólo un pequeño número de moléculas no polares de pequeño tamaño pueden atravesar la capa de fosfolípidos

o CARGA: Las moléculas cargadas y los iones no pueden pasar, en condiciones normales, a través de la membrana. Sin embargo, algunas sustancias cargadas pueden pasar por los canales proteicos o con la ayuda de una proteína transportadora.

La permeabilidad también depende de la naturaleza de las proteínas de membrana existentes que son altamente selectivas permitiendo el paso a una única sustancia.



o CANALES: algunas proteínas forman canales llenos de agua por donde pueden pasar sustancias polares o cargadas eléctricamente que no atraviesan la capa de fosfolípidos.

o TRANSPORTADORAS: otras proteínas se unen a la sustancia de un lado de la membrana y la llevan del otro lado donde la liberan.

GRADIENTE ELECTROQUIMICO: Representan un tipo de energía potencial disponible para llevar a cabo trabajo en la célula, se deben a los gradientes iónicos. Un gradiente electroquímico tiene dos componentes, uno eléctrico y otro químico. El componente eléctrico es resultado de la diferencia de carga a través de la membrana lipídica; el componente químico es resultado de la concentración diferencial de iones a través de la membrana. La combinación de ambos factores determina la dirección termodinámica favorable para el movimiento de un ión a través de la membrana.En el líquido extracelular los iones más importantes son el Na+ y el Cl-, mientras que en el interior de la célula predomina el K+ y fosfatos orgánicos aniónicos. Como resultado de esto, existe una diferencia de potencial eléctrico a través de la membrana (potencial de membrana).

TRASPORTE DE SUSTANCIAS: Permite el paso o transporte de solutos regulando el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula siguiendo un gradiente de concentración. Existen dos tipos de transporte:

TRANSPORTE PASIVO: Es el que se lleva a cabo sin gasto de energía por parte de la célula, como la difusión simple (únicamente de gases) y la ósmosis; todos ellos a favor de un gradiente de concentración. Un gradiente es la medida de la diferencia de concentraciones de una sustancia dada en dos regiones diferentes.

o DIFUSIÓN SIMPLE: Es el paso de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a otra de menor concentración, es decir, a favor de un gradiente de concentración. En la difusión las moléculas se seguirán moviendo hasta que se alcance un equilibrio dinámico.

ÓSMOSIS: Es la salida y entrada de agua en las células vivas.La ósmosis da como resultado la transferencia neta de agua de una solución que tiene un potencial hídrico mayor a una solución que tiene un potencial hídrico menor. Una célula mantiene su forma cuando la concentración en el interior es igual a la concentración en el exterior de la célula (isotónica).

DIÁLISIS: Es el proceso de separar las moléculas en una solución por la diferencia en sus índices de difusión a través de una membrana semipermeable.

o DIFUSIÓN FACILITADA: Facilita el transporte de determinadas sustancias que en general son insolubles en lípidos, monosacáridos,



ácidos grasos, aminoacidos. Requiere transportadores especiales. Cada proteína transportadora es específica de una sola molécula o de un grupo de moléculas de estructura relacionada.

Se pueden distinguir dos tipos principales de proteínas de transporte: las llamadas proteínas transportadoras (carrier) y las proteínas formadoras de canales (canales iónicos).

CARRIERS: Son altamente selectivas. La configuración de la proteína es lo que determina qué moléculas puede transportar. Son muy similares a las enzimas, que son también altamente selectivas en cuanto a las moléculas con las que interactúan y no se alteran permanentemente por esas interacciones. El modelo actual del mecanismo de transporte llevado a cabo por proteínas carrier sugiere que la proteína transportadora se une específicamente a la molécula a transportar y sufre cambios temporales en su configuración provocados, en general, por la unión misma del soluto. Son estos cambios conformacionales los que permiten la transferencia del soluto a través de la membrana.

CANALES: Proteína que forma un poro hidrofílico a través de la membrana por el que difunden iones específicos a favor de su gradiente electroquímico.

TRANSPORTE ACTIVO: El transporte activo es el que necesita energía celular para realizarse, pues va en contra de un gradiente de concentración.

o TRANSPORTE MEDIANTE BOMBAS:

BOMBA DE SODIO Y POTASIO: Se encuentra en todas las células del organismo, encargada de transportar los iones potasio que logran entrar a las células hacia el interior de éstas, dando una carga interior negativa y al mismo tiempo bombea iones sodio desde el interior hacia el exterior de la célula (axoplasma), sin embargo el número de iones Na+ (con carga positiva) no sobrepasa al de iones con carga negativa dando por resultado una carga interna negativa.



a) En el modelo de la bomba sodio-potasio, b) Un ion Na+ proveniente del citoplasma se inserta con precisión

en la proteína de transporte. c) Luego, una reacción química que involucra al ATP une un grupo

fosfato (P) a la proteína, liberándose ADP (difosfato de adenosina). Este proceso da como resultado

d) un cambio en la conformación de la proteína que hace que el Na+ sea liberado afuera de la célula.

e) Un ion K+ en el espacio extracelular se inserta en la proteína de transporte, que en esta conformación ofrece una mejor acopladura para el K+ que para el Na+.

f) El grupo fosfato luego se libera de la proteína, induciendo la conversión a la otra forma.

g) El ion K+ es liberado en el citoplasma. Ahora, la proteína está lista una vez más para transportar Na+ hacia fuera de la célula.

BOMBA DE CALCIO: Su función consiste en transportar calcio iónico (Ca2+) hacia el exterior de la célula, con la finalidad de mantener baja la concentración de Ca2+ en el citoplasma que es unas diez mil veces menor que en el medio externo. Se sabe que las variaciones en la concentración intracelular del Ca2+ se producen como respuesta a diversos estímulos y están involucradas en procesos como la contracción muscular, la expresión genética, la diferenciación celular, la secreción, y varias funciones de las neuronas. Dada la variedad de procesos metabólicos regulados por el Ca2+, un aumento de la concentración de Ca2+ en el citoplasma puede provocar un funcionamiento anormal de los mismos. Si el aumento de la concentración de Ca2+ en la fase acuosa del citoplasma se aproxima a un décimo de la del medio externo, el trastorno metabólico producido conduce a la muerte celular.

o TRANSPORTE MEDIANTE VESÍCULAS:

ENDOCITOSIS: Proceso celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandes o partículas, englobándolas en una invaginación de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se desprende de la pared celular y se incorpora al citoplasma. Esta vesícula, llamada endosoma, luego se fusiona con un lisosoma que realizará la digestión del contenido vesicular.



o PINOCITOSIS: Consiste en la ingestión de fluido extracelular, incluyendo moléculas como azúcar y proteínas. Estos materiales entran a la célula dentro de una vesícula, aunque no se mezclan con el citoplasma.

o FAGOCITOSIS: Es la ingestión de grandes partículas: deshechos, bacterias u otros objetos grandes. La fagocitosis se lleva a cabo en células especializadas llamadas fagocitos. La invaginación produce una vesícula llamada fagosoma, la cual usualmente se fusiona con uno o más lisosomas conteniendo enzimas hidrolíticas. Los materiales en el fagosoma son rotos por estas enzimas y degradados.

EXOCITOSIS: Es la expulsión de moléculas como neurotransmisores o proteínas de secreción. La proteína que va a ser secretada se almacena en vesículas secretoras en el citoplasma. Él estimulo secretor hace que dichas vesículas se fusionen con la membrana plasmática, liberando su contenido por exocitosis.

TRANSPORTADORES: Un transportador puede movilizar diversos iones y moléculas; según la direccionalidad, se distinguen:

UNIPORTE: Un soluto en particular se mueve directamente a través de la membrana en una dirección.

COTRANSPORTE:

o SIMPORTE: Dos solutos diferentes se mueven a través de la membrana, simultáneamente y en el mismo sentido. Frecuentemente, un gradiente de concentración, que involucra a uno de los solutos transportados, impulsa el transporte del otro; por ejemplo, un gradiente de concentración de iones Na+

frecuentemente impulsa el cotransporte de moléculas de glucosa. o ANTIPORTE: dos solutos diferentes se mueven a través de la

membrana, simultánea o secuencialmente en sentidos opuestos. Un ejemplo es la bomba Na+ - K+.



BOMBAS: Una bomba es una proteína que hidroliza ATP para transportar a través de una membrana un determinado soluto a fin de generar un gradiente electroquímico que le confiera unas características de potencial. Dicho gradiente interviene activamente en el transporte de sustancias a través de la membrana puesto que aporta un aumento de entropía al sistema en caso de cotransporte de sustancias que se encuentran en contra de su gradiente.

3. PATOLOGÍA:

Las patologías de membrana se deben principalmente a alteraciones en las proteínas que forman parte de la membrana

Proteínas de transporte. Proteínas receptoras. Proteínas de contacto. Proteínas que son canales iónicos Enzimas

EN PROTEÍNAS DE TRANSPORTE: Síndrome de Fanconi, raquitismo, osteomalacia.



SINDROME DE FANCONI: Es un deterioro en la función tubular proximal de los riñones que hace que ciertos compuestos en lugar de ser reabsorbidos por los riñones en el torrente sanguíneo, sean excretados en la orina.

Es una alteración en la absorción y transporte de aminoácidos, glucosa, ácido úrico y fosfato. La pérdida de estos compuestos puede causar problemas tales como: insuficiencia en el desarrollo, disminución de la mineralización ósea (raquitismo) y mineralización ósea anormal (osteomalacia).

Hoy día está establecido que se debe a mutaciones de un gen que codifica un transportador específico de glucosa. Este gen se expresa en hepatocitos, células pancreáticas y membranas de células epiteliales de intestino y riñón.

EN PROTEÍNAS RECEPTORAS: Defecto de los receptores por mutaciones de un gen o formación de anticuerpos contra receptores.

ACONDROPLASIA: Es la causa más común de enanismo. Es un trastorno genético del esqueleto óseo. Se debe a mutaciones del gen que codifica el receptor 3 del factor de crecimiento de fibroblastos. El receptor 3 es una proteína que se encuentra en la membrana celular y que contiene a la tirosincinasa que es una enzima que actúa en la tiroides. El receptor necesita al Factor de crecimiento de fibroblastos que es otra proteína, para poder activarse y recepcionar a la tirosincinasa. Pero el receptor 3 al alterarse no puede cumplir su trabajo. Y se produce la acondroplasia.

HIPERCOLESTEMIA FAMILIAR: Consiste en la presencia de colesterol en la sangre por encima de los niveles considerados normales. Este aumento, que se asocia a problemas coronarios. Se debe a mutaciones en el gen codificante de un receptor LDL que es una glucoproteína que atraviesa la membrana. La LDL se captura mediante endocitosis y así se traslada el colesterol al interior de la célula. Este ingreso de colesterol inhibe la síntesis del receptor de LDL. Entonces la regulación de la cantidad de receptores de LDL en la membrana queda a cargo de las necesidades del colesterol para la síntesis de membranas, hormonas esteroides y ácidos biliares.

Como el receptor del LDL esta lesionado no puede ingresar el colesterol y aumenta la concentración de LDL y esto lleva a la hipercolestemia y causa enfermedades cerebros vasculares y coronarios.

MIASTENIA GRAVIS: Es una enfermedad neuromuscular crónica autoinmune, que produce debilidad de los músculos controlados por la voluntad, debilidad que aumenta con la actividad y disminuye con el reposo.



Es causada por un defecto en la transmisión de los impulsos nerviosos a los músculos. Ocurre cuando la comunicación normal entre el nervio y el músculo se interrumpe en la unión neuromuscular, el lugar en donde las células nerviosas se conectan con los músculos que controlan.

Normalmente, cuando los impulsos recorren el nervio, las terminaciones nerviosas segregan una sustancia neurotransmisora llamada acetilcolina. La acetilcolina se desplaza a través de la coyuntura neuromuscular y se adhiere a los receptores de acetilcolina. Los receptores se activan y generan una contracción del músculo.

En la miastenia gravis, los anticuerpos bloquean, alteran, o destruyen los receptores de acetilcolina en la unión neuromuscular, lo cual evita que ocurra la contracción del músculo. Estos anticuerpos son producidos por el propio sistema inmunológico del cuerpo. Por ende, la miastenia gravis es una enfermedad autoinmune porque el sistema inmunológico, que normalmente protege al cuerpo de organismos externos, se ataca a sí mismo por error.

EN PROTEÍNAS DE CONTACTO: La disminución del número de nexos de membrana, la formación de prolongaciones irregulares “en maza” o envaginaciones citoplasmáticas vesiculiformes, además de la ausencia de inhibición de contacto, son características de tumores malignos.

CANCER: Surge cuando las células de alguna parte del cuerpo comienzan a crecer sin control. Aunque existen muchos tipos de cáncer, todos comienzan debido al crecimiento sin control de las células anormales. En las células cancerosas hay ausencia de acoplamiento y esto produce incapacidad para comunicarse con células normales. Se presume que las células cancerosas tienen un defecto genético que interrumpe el paso de las moléculas que controlan el crecimiento.

HEMOGLOBINURIA PAROXÍSTICA: Mutaciones que resultan en una unión deficiente del ancla GPI para ciertas proteínas de la membrana del eritrocito.

ESTEROCITOSIS HEREDITARIA: Mutaciones en los genes codificante de espectrina u otras proteínas estructurales en la membrana del eritrocito.

EN PROTEÍNAS QUE SON CANALES IÓNICOS: La mayoría de las enfermedades que se han descrito como canalopatías son mutaciones genéticas.

FIBROSIS QUÌSTICA: La fibrosis quística o CF es una enfermedad hereditaria causada por una proteína anormal que no permite el ingreso y salida normales del cloruro (que, junto con el sodio, forman la sal) de



ciertas células, incluidas las que revisten los pulmones y el páncreas. En consecuencia, estas células producen una secreción mucosa espesa y pegajosa y otras secreciones. La mucosidad obstruye los pulmones y causa problemas de respiración. Las personas afectadas también suelen tener infecciones en los pulmones, que terminan por dañarlos y contribuyen a una muerte prematura. Además, los líquidos digestivos espesos producidos por el páncreas no pueden llegar al intestino delgado, que los necesita para digerir los alimentos.

El defecto se halla localizado en una proteína transportadora de membrana (CFTR) relacionada con el trasnporte de iones cloruro en las células epiteliales. Esta es codificada por un gen (cromosoma 7) el cual al sufrir una delección deteriora la función de la CFTR (proteína transmembranal) de sacar el Cl- de la célula que produce moco. Como resultado el Cl- se queda en la célula y así resulta un moco excesivamente espeso.

SÍNDROME CONGÉNITO QT LARGO: Mutaciones en los genes codificantes de los canales iónicos del corazón.

EN ENZIMAS:

GALACTOSEMIA: Se conocen tres tipos de errores congénitos del metabolismo (ECM) de galactosa (GAL) originados en la deficiencia de distintas enzimas involucradas en la ruta metabólica principal, los cuales difieren en su cuadro clínicos y en su patrón bioquímico en sangre. De acuerdo a la severidad de dicho cuadro, la más importante es la deficiencia de Gal-1-P-Uridil Transferasa, la cual se conoce comúnmente como Galactosemia Clásica. La misma es capaz de producir retraso mental, cataratas, toxicidad hepatorrenal y en ocasiones la muerte del individuo a los pocos días de vida. La afección cursa con niveles elevados de GAL Total lo cual permite su detección en sangre del recién nacido. El patrón de herencia es autosómico recesivo y la frecuencia con que se manifiesta es de 1:60000. La restricción dietaria de GAL en el período neonatal evita la instalación de los mencionados síntomas y los pacientes resultan normales.

ENFERMEDAD DE WILSON: Mutaciones en el gen codificante de una ATPasa dependiente de cobre.

PADECIMIENTO CÉLULAS I: Mutaciones en el gen codificante de la GLcNAc fosfotransferasa, que resultan en la ausencia de la señal Man 6-P para la localización lisosómica de ciertas hidrolasas.

ENFERMEDADES EN ALMACENAMIENTO LISOSOMAL: En caso de una deficiencia hereditaria de una enzima lisosomal funcional, el catabolismo de su sustrato queda incompleto, dando lugar a la acumulación del metabolito insoluble parcialmente degradado dentro de los lisosomas.



Rellenas con macromoléculas incompletamente digeridas, estas organelas aumentan de tamaño y se vuelven lo bastante numerosas como para interferir con las funciones celulares normales.

OTRAS ALTERACIONES DE LA MEMBRANA.

Existen un gran número de alteraciones morfológicas de la membrana producidas por mecanismos o causas desconocidas: enrollamientos espirales de membranas en tejidos isquémicos, aparición de seudomicrovellosidades en el epitelio del túbulo renal, alteraciones de los complejos de unión como ocurre en el pénfigo y en el herpes simple.

Defectos en la permeabilidad de la membrana:

Pérdida de fosfolípidos de membrana: Es la lesión celular más grave, se debe a la activación de fosfolipasas endógenas por los niveles aumentados de calcio citosílico.

Anormalidades Citoesqueléticas: Los filamentos citoesqueleticos sirven como anclajes que conectan la membrana plasmática con el interior de la célula. La activación de proteasas por el aumento de calcio citosólico puede producir daño en los elementos del citoesqueleto. En presencia de tumefacción, este cambio da lugar, particularmente en las células miocardicas, al desplegamiento de la membrana celular del citoesqueleto haciendo que ésta sea susceptible a la distención y rotura.

Especies de oxígeno reactivo: Los radicales libres de oxígeno parcialmente reducido causan lesión en las membranas celulares y en otros constituyentes de la célula.

Productos de descomposición de lípidos: incluyen los ácidos grasos libres no esterificados, lisofosfolípidos y otros productos catabólicos que se acumulan en las células lesionadas como resultado de la degradación fosfolípidica. Tienen un efecto detergente sobre las membranas. Asimismo, pueden insertarse en la bicapa lipídica de la membrana o intercambiarse con los fosfolípidos de membrana, causando potencialmente cambios en la membrana y alteraciones electrofisiológicas.



BIBLIOGRAFIA

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http://www.fba.org.ar/errores/patologias.html


2. Membrana celular

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las molculas

membrana que se incorporan

protenas y

y lpidos

que consiste en

que existen en

fosfolpidos y protenas

y precisan