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Biología
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TEMA 8: LA PARED CELULAR Y LA
MEMBRANA PLASMATICA
1. MATRIZ EXTRACELULAR.
2. PAREDES CELULARES.
2.1. DIFERENCIACIONES DE LA PARED CELULAR.
3. COMPARTIMENTACION DE LAS CELULAS EUCARIOTAS.
4. LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS.
4.1. ORGÁNULOS Y OTRAS
MEMBRANAS UNITARIAS.
ESTRUCTURAS
FORMADOS
POR
4.2. LA MEMBRANA UNITARIA.
4.2.1. CARÁCTER ANFIPÁTICO DE LOS LÍPIDOS.
4.2.2. FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS.
4.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES.
4.4. CARACTERÍSTICAS DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS.
4.5. FLUJO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA Y EL EXTERIOR.
4.5.1. LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
4.5.2. ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.
4.5.3. MECANISMOS DE FUSIÓN DE MEMBRANAS.
4.6. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
4.7. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
4.8. TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.
4.8.1. DIFUSIÓN
4.8.2. OSMOSIS
4.8.3. EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS EN FORMA MOLECULAR
A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS.
4.8.4. TRANSPORTE CITOQUÍMICO.
4.8.5. ENDOCITOSIS.
4.8.6. EXOCITOSIS.
5. INTERACCION CÉLULA-CÉLULA.
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5.1. POR EXTENSIÓN.
5.1.1. ZONULA.
5.1.2. MACULA.
5.2. POR SU ESTRUCTURA Y FUNCIÓN.
5.2.1. UNIONES COMUNICANTES.
5.2.2. UNIONES DE HENDIDURAS O GAP.
5.2.3. UNIONES ESTRECHAS.
5.2.4. UNIONES ADHERENTES O DESMOSOMAS.
1. MATRIZ EXTRACELULAR. (pag 171)
Aunque la frontera
entre la célula y su
entorno lo marca la
membrana plasmática,
hay que destacar la
matriz extracelular,
que se encuentra por
fuera
de
dicha
membrana
y
desempeña un papel
muy importante en la
vida de la célula.
En los animales, la
matriz extracelular es
el medio donde se
encuentran las células
que
forman
los
tejidos.
Está
constituida
por
compuestos
que
segregan localmente
las propias células,
que son proteínas
fibrosas,
proteoglucanos,
glucoproteínas
estructurales…
1. Proteínas fibrosas

El colágeno. Es una familia de proteínas muy resistentes a los esfuerzos
mecánicos, que dan a la matriz extracelular una gran consistencia, constituyendo
su componente principal. El colágeno está formado por monómeros de tres
cadenas polipeptídicas denominadas cadenas alfa, enrolladas sobre sí mismas en
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forma de triple hélice. Estos tripletes constituyen el tropocolágeno. Los
monómeros de tropocolágeno se organizan de forma escaleriforme formando las
microfibrillas, que a su vez se organizan en fibras de mayor calibre para formar
las fibras de colágeno.

La elastina. Proteína muy hidrófoba que suele acompañar al colágeno, pero que
es mayoritaria en determinadas estructuras, tales como los ligamentos, las
paredes de los vasos sanguíneos o el tejido pulmonar. Debido a su estructura,
cuando se la somete a esfuerzos mecánicos varía su longitud, por lo que
proporciona elasticidad a la matriz.
2. Proteoglucanos
Moléculas complejas formadas por una cadena polipeptídica central a la
que se unen los glucosaminoglucanos [GAG] que son polímeros de un
disacárido. Entre los glucosaminoglucanos destaca por su importancia el ácido
hialurónico, presente en la mayoría de las matrices extracelulares. Las
variaciones en el grado de hidratación de este ácido son las responsables de las
diferencias de viscosidad y de permeabilidad de la matriz.
3. Glucoproteínas estructurales
Forman una red de elementos que interactúan con los otros componentes
de la matriz extracelular y con los de la superficie celular. Entre ellas podemos
destacar:

Fibronectina. Es una glucoproteína que favorece la adherencia celular,
manifestándose como fibrillas largas e insolubles. La mayor parte de esta
proteína no está directamente unida a las células, lo hace a diferentes
moléculas, tales como la fibrina, la heparina o el colágeno. La molécula
básica de fibronectina está formada por dos cadenas polipeptídicas unidas
covalentemente mediante dos puentes disulfuro.

Laminina. Es una glucoproteína muy abundante en las llamadas “láminas
basales”, siendo la primera proteína que favorece la adhesión celular durante
el desarrollo embrionario.
4. Funciones de la matriz extracelular
Una de las funciones más importantes es mantener unidas entre sí las células
que forman los tejidos, a los que también confiere elasticidad y resistencia ante los
esfuerzos mecánicos, ya sean de tracción o de compresión. Incluso interviene en la
organización tridimensional de los tejidos y órganos que aparecen durante el
desarrollo embrionario.
Además, al ser una estructura que proporciona una continuidad entre tejidos
de diferente naturaleza, sirve como “vía de comunicación», lo que permite la
difusión de innumerables sustancias, así como la migración de algunos tipos de
células. Y se ha comprobado también que participa en el crecimiento y
diferenciación celulares.
http://webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/2-matriz_extracelular.php
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2. PAREDES CELULARES. (pag 170)
Es una forma especializada de matriz extracelular que se encuentra adosada a la
membrana plasmática de las células vegetales, esta formada por la superposición de
capas de celulosa unidas por un cemento formado por hemicelulosa y pectina.
La pared celular es rígida y da resistencia y forma poliédrica a las células.
Cuando degenera el contenido celular, esta pared de celulosa se mantiene y forma los
vasos conductores o leñosos. Se distinguen tres capas que de dentro hacia fuera, hacia
dentro son: lamina media (que es la primera que se forma), pared primaria y pared
secundaria, que se forma cuando la célula ya ha dejado de crecer.
1. Lamina media: es delgada y flexible y esta compartida por células vecinas formada
básicamente por pectina que al ser permeable permite la entrada y salida de
sustancias.
2. Pared primaria: delgada y semirrígida, esta formada por microfibrillas de celulosa
orientadas en diversas direcciones y con gran cantidad de pectina. Se distinguen tres
capas de celulosa aunque en ocasiones hay más.
3. Pared secundaria: formada por múltiples capas de microfibrillas dispuestas
paralelamente, lo que da gran resistencia a la pared aunque la célula pierde la
capacidad de estirarse y posee muy poco cemento.
La pared celular se puede impregnar de varias sustancias, entre ellas de lignina
al proceso se le llama lignificación por ejemplo en los vasos conductores del xilema.
Sales minerales al proceso se le llama mineralización como ocurren en las
células epidérmicas. Ambas sustancias aumentan la rigidez de la membrana sin perder
la permeabilidad.
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También se pueden impregnar con cutina como ocurre en algunas superficies de
algunas células epidérmicas al proceso se le llama cutificacion es la responsable del
brillo de hojas y frutos o también suberina y al proceso se le llama suberificación que
forma el suber o cardio, y ambos son impermeables por eso se encuentran en zonas en
las que las plantas no deben perder agua.
La función es dar forma y rigidez a la célula protegiéndola de esfuerzos
mecánicos que pueden provocar su rotura. La célula vegetal absorbe agua porque esta
en un medio hipotónico entonces la pared celular evita la rotura de la célula e impide
que el agua sigua entrando.
http://www.etsmre.upv.es/varios/biologia/Temas/Pared%20celular%20ampliada.htm
a. DIFERENCIACIONES DE LA PARED CELULAR.
A pesar de su resistencia y grosor la pared celular es permeable esto
se consigue mediante la punteaduras y los plasmodesmos.
Las punteaduras son zonas delgadas de la pared donde desaparece la
pared secundaria y la pared primaria es muy fina. Las punteduras se sitúan al
mismo nivel ente células vecinas.
Los plasmodesmos son conductos citoplasmáticos muy finos que
comunican células vecinas, desaparece la pared celular y la membrana
plasmática de una célula se continúa con la de la célula vecina.
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3. COMPARTIMENTACION DE LAS CÉLULAS EUCARIOTAS.
La célula eucariota debida a su complejidad esta subdividida en compartimentos
rodeados por membrana, cada uno de estos compartimentos constituye un orgánulo
citoplasmático especializado en realizar un conjunto de funciones determinadas y todas
ellas están inmersas en el hialoplasma.
El citoplasma está limitado por la membrana plasmática y la membrana nuclear,
ocupa la mayor parte de la masa celular, en él se encuentra el retículo endoplasmático,
la mitocondria, el aparato de golgi, los cloroplastos, lisosomas, peroxisomas ... Esta
compartimentación supone una ventaja porque en el interior de cada estructura se
acumula los enzimas responsables de un conjunto de reacciones del metabolismo con lo
que se evita la difusión y se incrementa la velocidad de las reacciones.
Otra ventaja es que al estar aislados los compartimentos determinadas reacciones
metabólicas, que son químicamente incompatibles se realizan simultáneamente.
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Ejemplo: síntesis de proteínas y degradación de proteínas. La primera en el hialoplasma
y la segunda en los lisosomas.
Esta compartimentación necesita un complejo sistema de distribución que
transporte las sustancias de un compartimiento a otro.
4. LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS. (pag 141)
a. ORGÁNULOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
MEMBRANAS UNITARIAS.
FORMADOS
POR
 Membrana plasmática
 Retículo endoplasmático rugoso y
liso
 Aparato de Golgi
 Lisosomas
 Peroxisomas
 Mitocondrias
 Plastos
 Vacuolas
 Envoltura nuclear
b. LA MEMBRANA UNITARIA.
Muchas estructuras de la
célula
están
formadas
por
membranas.
Las
membranas
biológicas constituyen fronteras que
permiten no sólo separar sino
también poner en comunicación
diferentes compartimentos en el
interior de la célula y a la propia
célula con el exterior.
La estructura de todas las
membranas biológicas es muy
parecida. Las diferencias se
establecen más bien al nivel de la
función particular que tienen los
distintos orgánulos formados por membranas; función que va a depender de
la composición que tengan sus membranas. Este tipo de membranas se
denomina, debido a esto, unidad de membrana o membrana unitaria. La
membrana plasmática de la célula y la de los orgánulos celulares está
formada por membranas unitarias.
http://www2.uah.es/biologia_celular/LaCelula/Celula2MP.html
i. CARÁCTER ANFIPÁTICO DE LOS LÍPIDOS.
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Ciertos lípidos,
y en particular los
fosfolípidos, tienen una
parte de la molécula
que es polar: hidrófila
y otra la
correspondiente a las
cadenas
hidrocarbonadas de los
ácidos grasos que es no
polar: hidrófoba.
Las moléculas
que presentan estas
características reciben
el nombre de anfipáticas.
ii. FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS.
Si se dispersa en una
superficie acuosa una cantidad
de un ácido graso anfipático, se
puede formar una capa de una
molécula
de
espesor:
monocapa. Esto es debido a
que las partes hidrófoba se
disponen hacia el interior y los
grupos hidrófilos hacia el
exterior de la superficie acuosa.
Pueden
también
formarse
bicapas,
en
particular
entre
dos
compartimentos
acuosos.
Entonces,
las
partes
hidrófobas
se
disponen
enfrentadas y las partes
hidrófilas se colocan hacia la
solución acuosa. Los lípidos
anfipáticos forman este tipo
de
estructuras
espontáneamente, de manera que las bicapas pueden formar
compartimentos denominados liposomas.
Las bicapas lipídicas poseen características similares a las de
las membranas celulares: son permeables al agua pero impermeables
a las grandes moléculas polares. En las células son, esencialmente,
bicapas lipídicas.
c. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES.
(pag 142 y 143)
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Todas las membranas biológicas están constituidas básicamente por
lípidos y proteínas. La mayor parte de ellas también poseen hidratos de
carbono unidos a las proteínas y a los lípidos mencionados. Si bien, cada uno
de estos componentes, es característico de las membranas biológicas y las
proporciones en que están presentes varían enormemente. Los glúcidos
generalmente representan menos de un 10 % del total de la membrana,
pudiendo a veces ni siquiera encontrarse en la composición típica de las
mismas, tal es el caso de la membrana mitocondrial interna.
La relación existente entre los lípidos y las proteínas de membrana suele
variar dependiendo del tipo celular estudiado.
Los lípidos de la membrana plasmática: los fosfolípidos son los
principales lípidos constituyentes de las membranas plasmáticas. Sin embargo,
no son los únicos representantes de este grupo, puesto que la mayoría de las
membranas plasmáticas poseen también colesterol.
Los fosfolípidos de naturaleza anfipática, en un medio acuoso tienden
espontáneamente a formar agrupaciones denominadas micelas o bicapas
similares a las celulares. La mayor parte de las membranas biológicas de origen
eucariota poseen colesterol como componente importante. En el caso de la
membrana plasmática, la misma presenta una composición similar entre el
colesterol y los fosfolípidos que la componen. En las células de origen
procariota el colesterol está ausente en la mayor parte de las mismas y, el bajo
contenido de este lípido en las membranas mitocondriales tal vez refleje una
importante prueba a favor de la teoría endosimbiótica. El colesterol aumenta la
impermeabilidad de la bicapa lipídica y le da mayor estabilidad a la misma.
Proteínas de membrana: representan su principal componente funcional,
desempeñando un papel fundamental en la regulación y control de su
permeabilidad. Entre las proteínas de membrana, podemos distinguir también
polipéptidos que poseen función enzimática, receptores para diversas señales
(como las hormonales), que producen la adhesión celular por lo que las
proteínas tienen gran variedad de funciones
Las proteínas de membrana pueden clasificarse, utilizando como criterio el
grado de asociación a esta, en “integrales” y “periféricas”. Es así como, las
proteínas integrales toman contacto tanto con el lado exterior, como con el
interior de la membrana. Por lo tanto se dice también que estas proteínas son de
transmembrana. Casi en forma invariable estas proteínas se encuentran
asociadas con hidratos de carbono, por lo cual se las denomina como
Glucoproteínas, las cuales representan más de un 70 % del total de las proteínas
de membrana. Es importante aclarar que, si bien las proteínas pueden rotar sobre
su propio eje y moverse lateralmente, nunca cambian de posición dentro de la
bicapa. Vale decir que NO pueden rotar de manera que el lado externo quede en
sentido intracelular y viceversa.
Las proteínas periféricas de la membrana no penetran en el interior hidrofóbico
de la bicapa fosfolipídica, asociándose con la bicapa mediante interacciones
débiles (generalmente lo hacen mediante uniones del tipo iónicas).
Hidratos de carbono de la membrana: Los glúcidos de la membrana se
presentan en forma de oligosacáridos o, con menor frecuencia, como
monosacáridos. En todos los casos se encuentran unidos en forma covalente a
lípidos, constituyendo glucolípidos, o a proteínas, constituyendo las famosas
glucoproteínas.
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La ubicación de los glúcidos en las membranas plasmáticas se realiza, en forma
casi exclusiva, en la capa superficial o externa de la bicapa fosfolipídica.
Las células proyectan hacia su superficie externa el componente oligosacárido
de sus glucolípidos y glucoproteínas. El conjunto de todas estas moléculas
forma una cubierta extracelular denominada Glucocálix. A esta verdadera capa
extracelular se le atribuyen las siguientes funciones:
 Microambiente: El Glucocálix es capaz de “atrapar” ciertos iones que
son importantes para la célula, haciendo que estos puedan ingresar
rápidamente a la célula.
 Protección celular: La cubierta celular puede proteger a la membrana
contra daños de origen químico o mecánico.
 Reconocimiento celular: Las células pueden ser reconocidas, mediante
otras células o moléculas, a partir de la composición diferencial que
presentan los distintos tipos celulares en su Glucocálix.
d. CARACTERÍSTICAS DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS.
Las moléculas que constituyen las membranas se encuentran libres
entre sí pudiendo desplazarse en el seno de ella, girar o incluso rotar, aunque
esto último más raramente. (*)Pag 142 – Movimientos de lípidos.
La membrana mantiene su estructura por uniones muy débiles:
Fuerzas de Van der Waals e interacciones hidrofóbicas. Esto le da a la
membrana su característica fluidez.
Todos estos movimientos
se realizan sin consumo de
energía. Los lípidos pueden
presentar una mayor o menor
movilidad en función de factores
internos: cantidad de colesterol o
de ácidos grasos insaturados,… o
por factores externos: temperatura,
composición de moléculas en el
exterior, etc. Así, una mayor
cantidad
de
ácidos
grasos
insaturados o de cadena corta hace
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que la membrana sea más fluida y sus componentes tengan una mayor
movilidad; una mayor temperatura hace también que la membrana sea más
fluida. Por el contrario, el colesterol endurece la membrana dandole mayor
estabilidad y por lo tanto una menor fluidez.
Otra característica de las membranas biológicas es su asimetría,
debida a la presencia de proteínas distintas en ambas caras. Por lo tanto, las
dos caras de la membrana realizarán funciones diferentes. Estas diferencias
son de gran importancia a la hora de interpretar correctamente las funciones
de las estructuras constituidas por membrana.
e. FLUJO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA Y EL EXTERIOR.
i. LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
Es una fina membrana que limita y relaciona el interior de la
célula llamado protoplasma, con el exterior.
ii. ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA. (pag 143)
Enunciada
por
Sanger y Nicholson (1972).
La membrana plasmática es
extraordinariamente
delgada,
teniendo
un
espesor
medio
de
aproximadamente 10 nm
(100 Å), por lo que sólo se
ve con el microscopio
electrónico.
La estructura de la
membrana plasmática es la
misma que la de cualquier
membrana biológica. Está
formada por una doble capa lipídica con proteínas integrales y
periféricas que se encuentran dispuestas formando una estructura en
mosaico fluido. En su cara externa presenta una estructura fibrosa,
que no se encuentra en las membranas de los orgánulos celulares: el
glicocálix, constituido por oligosacáridos. Los oligosacáridos del
glicocálix están unidos tanto a los lípidos glicolípidos, como a las
proteínas, glicoproteínas. En la cara interna las proteínas están
asociadas a microtúbulos, a microfilamentos y a otras proteínas con
función esquelética
iii. MECANISMOS DE FUSIÓN DE MEMBRANAS.
La fluidez de los
componentes
de
la
membrana
plasmática
permite que membranas
provenientes
de
otros
orgánulos celulares, como
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las llamadas vesículas de exocitosis, puedan fusionarse con la
membrana. De esta manera las sustancias que puedan contener las
vesículas pasan al exterior y al mismo tiempo los componentes de la
membrana de la vesícula se integran en la membrana plasmática
haciéndola crecer.
f. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
La membrana plasmática puede tener las siguientes diferenciaciones
morfológicas:

MICROVELLOSIDADES. Las células que por su función
requieren una gran superficie, por ejemplo, las que realizan la
absorción de los nutrientes en el tubo digestivo, tienen una membrana
con una gran cantidad de repliegues que reciben el nombre de
microvellosidades.

DESMOSOMAS. Se dan en células que necesitan estar fuertemente
soldadas con sus vecinas; por ejemplo: las células de la epidermis de
las mucosas. En ellas, el espacio intercelular se amplía en la zona de
los desmosomas y por la parte interna de ambas membranas se
dispone una sustancia densa asociada a finos filamentos
(tonofilamentos), lo que da a estas uniones una gran solidez.

UNIONES IMPERMEABLES. Se dan entre células que forman
barreras que impiden el paso de sustancias, incluso del agua. En
ellas, el espacio intercelular desaparece y las membranas de ambas
células se sueldan.
g. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA. (pag 144)

INTERCAMBIOS. La membrana es, básicamente, una barrera
selectiva (permeabilidad selectiva). Limita a la célula e impide el
paso de sustancias, no de todas, pero sí de muchas, tanto del exterior
al interior como en sentido inverso. No obstante, y a pesar de esta
función limitante, la célula va a necesitar intercambios constantes
con el medio que la rodea. Necesita sustancias nutritivas y tiene que
eliminar productos de desecho, que serán transportados a través de la
membrana y por la propia membrana. La membrana es un elemento
activo que escoge lo que entrará o saldrá de la célula.

RECEPTORA. Algunas proteínas de la membrana plasmática van a
tener esta función, por ejemplo: receptoras de sustancias hormonales.
Muchas hormonas regulan la actividad de la célula fijándose en
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determinados puntos de proteínas receptoras específicas. La proteína
receptora va a liberar en el interior de la célula una molécula
orgánica: el mediador hormonal. Esta sustancia va a actuar regulando
ciertos aspectos del metabolismo celular, por ejemplo, activando
determinadas enzimas o desencadenando la activación de
determinados genes. Al existir diferentes proteínas receptoras en la
membrana celular y al tener las células diferentes receptores, la
actividad de cada célula será diferente según sean las hormonas
presentes en el medio celular.

RECONOCIMIENTO. Se debe a las glicoproteínas de la cara
externa de la membrana. Así, las células del sistema inmunológico,
células que nos defienden de los agentes patógenos, van a reconocer
las células que son del propio organismo diferenciándolas de las
extrañas a él por las glicoproteínas de la membrana. Estas sustancias
constituyen un verdadero código de identidad.
h. TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.

DIFUSIÓN
Es el fenómeno por el cual las partículas de un soluto se
distribuyen uniformemente en un disolvente de tal forma que en
cualquier punto de la disolución se alcanza la misma concentración.
Así, si ponemos un gramo
de azúcar en un recipiente
que contenga 1 litro de
agua destilada y esperamos
el tiempo suficiente, el
azúcar se disolverá y en
cualquier parte de la
disolución un volumen
dado de ésta contendrá la
misma
cantidad
de
moléculas que cualquier otro. Esto es debido a que las moléculas del
soluto se comportan, en cierto modo, como las de un gas encerrado
en un recipiente desplazándose en todas las direcciones.
 CLASES DE MEMBRANAS
En los medios orgánicos la difusión está dificultada por la
existencia de membranas.
Las células están separadas del medio intercelular y de las
otras células por la membrana plasmática y determinados
orgánulos celulares están también separados del hialoplasma por
membranas biológicas.
En general, las membranas pueden ser: permeables,
impermeables y semipermeables. Las membranas permeables
permiten el paso del
soluto y del disolvente,
las
impermeables
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impiden el paso de ambos y las semipermeables permiten pasar el
disolvente pero impiden el paso de determinados solutos. Esto
último puede ser debido a diferentes causas. Así, por ejemplo,
muchas membranas tienen pequeños poros que permiten el paso
de las pequeñas moléculas y no de las que son mayores; otras,
debido a su composición, permiten el paso de las sustancias
hidrófilas y no de las lipófilas, o a la inversa.
 LA PERMEABILIDAD SELECTIVA
Las membranas biológicas se comportan en cierto modo como
membranas semipermeables y van a permitir el paso de pequeñas
moléculas, tanto las no polares como las polares. Las primeras se
disuelven en la membrana y la atraviesan fácilmente. Las
segundas, si son menores de 100 micras también pueden
atravesarla.
Por el contrario, las moléculas voluminosas o las fuertemente
cargadas y los iones, quedarán retenidos. La membrana
plasmática es permeable al agua y a las sustancias lipídicas. No
obstante, como veremos más adelante, determinados mecanismos
van a permitir que atraviesen la membrana algunas moléculas que
por su composición o tamaño no podrían hacerlo. Esto es, las
membranas biológicas tienen permeabilidad selectiva. De este
modo la célula se asegura un medio interno diferente del exterior.

OSMOSIS
Si a ambos lados de
una
membrana
semipermeable se ponen
dos
disoluciones
de
concentración diferente el
agua pasa desde la más
diluida
a
la
más
concentrada. Este proceso
se denomina ósmosis y la
presión necesaria para
contrarrestar el paso del
agua se llama presión
osmótica.
La ósmosis se debe a que la membrana semipermeable impide
el paso del soluto del medio más concentrado al menos concentrado,
pero si puede pasar el disolvente, el agua, en la mayoría de los casos,
en sentido inverso. Si se trata de un compartimiento cerrado este
aumento de la cantidad de disolvente a un lado de la membrana
semipermeable es el responsable de la presión osmótica.
Al medio que tiene una mayor concentración en partículas que
no pueden atravesar la
membrana (soluto), se le
denomina
hipertónico,
mientras que al menos
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concentrado en solutos se le llama hipotónico. Si dos disoluciones
ejercen la misma presión osmótica, por tener la misma concentración
a ambos lados de la membrana semipermeable, diremos que son
isotónicas. Es de destacar que podemos tener dos partículas que no se
pueden difundir en disoluciones diferentes a ambos lados de una
membrana semipermeable y, sin embargo, ambas ser isotónicas entre
sí.
Así, por ejemplo, si a un lado de una membrana
semipermeable tenemos una disolución 0,1 molar de glucosa y al otro
lado una disolución 0,1 molar de fructosa, ambas disoluciones son
diferentes, pero como tienen el mismo número de partículas de soluto
por unidad de volumen, ambas ejercerán la misma presión osmótica.
 LAS CELULAS Y LA PRESION OSMOTICA.
El interior de la
célula es una compleja
disolución
que,
normalmente, difiere del
medio extracelular. La
membrana de la célula, se
comporta
como
una
membrana semipermeable.
Cuando una célula
se encuentra en un medio hipertónico, el hialoplasma y el interior de
los orgánulos formados por membranas, por ejemplo: las vacuolas de
las células vegetales, pierden agua, produciéndose la plasmolisis del
contenido celular. Por el contrario, si la célula se introduce en una
disolución hipotónica se producirá una penetración del disolvente y
la célula se hinchará: turgencia o turgescencia. En las células
vegetales la turgencia no suele presentar un grave problema pues
están protegidas por una gruesa pared celular. En las células animales
la turgencia puede acarrear la rotura de la membrana plasmática. Así,
los glóbulos rojos introducidos en agua destilada primero se hinchan
y después explotan (hemolisis) liberando el contenido celular.
Curiosidades: La presión osmótica de nuestras células está entre 7 y 8 atm, que se
corresponde con la que ejercería una disolución conteniendo 9,596 g/l de NaCl En nuestro
organismo existe un órgano especializado en regular la presión osmótica, se trata del riñón.
Su misión, entre otras, es la de extraer agua y sales del plasma sanguíneo para mantener
estable la concentración de solutos y por lo tanto la presión osmótica. La presión osmótica
interviene en muchos otros procesos biológicos; por ejemplo en los que determinan la
absorción y transporte de la savia en los vegetales o en el movimiento en ciertos animales.
Ciertos organismos unicelulares de las aguas dulces, por ejemplo, el paramecio, al
vivir en agua dulce, su citoplasma es hipertónico con respecto al exterior, por lo que se
produce una entrada continua de agua. No obstante disponen de ciertos orgánulos, las
vacuolas pulsátiles, que extraen el agua del citoplasma y la expulsan al exterior.
Receptores de membrana pag 144
La célula necesita sustancias para su metabolismo. Como
consecuencia de éste se van a producir sustancias de desecho que la
célula precisa eliminar. Así pues, a través de la membrana plasmática
se va a dar un continuo transporte de sustancias en ambos sentidos.
Según la dirección de este y el tipo de sustancia que tendremos:
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 Ingestión: Es la entrada en la célula de aquellas sustancias
necesarias para su metabolismo.
 Excreción: Salida de los productos de desecho.
 Secreción: Si lo que sale no son productos de desecho sino
sustancias destinadas a la exportación.
Aunque vamos a referirnos únicamente al transporte a través
de la membrana plasmática, deberá tenerse en cuenta que los
fenómenos de transporte que estudiaremos a continuación se dan
también a través de las membranas biológicas de los orgánulos
formados por membranas: retículo, aparato de Golgi, lisosomas,
vacuolas, mitocondrias y plastos.
Mediante estos fenómenos la célula asegura un medio interno
diferente y funciones distintas en cada uno de los orgánulos formados
por membranas.
i. EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS EN FORMA
MOLECULAR A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS. (pag 145)
http://www.biologia.edu.ar/cel_euca/la_membrana_celular.htm
En el caso de sustancias disueltas, según se consuma o no
energía, distinguiremos los siguientes tipos de transporte:
1. Transporte pasivo. Se trata de un transporte a favor del
gradiente de concentración, por lo que no requiere un aporte de
energía. Puede ser:
a. Transporte pasivo simple o difusión de moléculas a favor
del gradiente.
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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Biología
2º Bachiller
i. Difusión a través de la bicapa lipídica. Pasan así
sustancias lipídicas como las hormonas esteroideas,
los fármacos liposolubles y el anestésico, como el
éter. También sustancias apolares como el oxígeno y
el nitrógeno atmosférico y algunas moléculas polares
muy pequeñas como el agua, el CO2, el etanol y la
glicerina.
ii. Difusión a través de canales protéicos. Se realiza a
través de proteínas canal. Proteínas que forman
canales acuosos en la doble capa lipídica. Pasan así
ciertos iones, como el Na+ el K+ y el Ca++.
b. Transporte pasivo facilitado (difusión facilitada). Las
moléculas hidrófilas (glúcidos, aminoácidos...) no pueden
atravesar la doble capa lipídica por difusión a favor del
gradiente de concentración. Determinadas proteínas de la
membrana, llamadas permeasas, actúan como “barcas’ para
que estas sustancias puedan salvar el obstáculo que supone
la doble capa lipídica. Este tipo de transporte tampoco
requiere un consumo de energía, pues se realiza a favor del
gradiente de concentración.
2. Transpone activo: Cuando el transporte se realiza en contra de
un gradiente químico (de concentración) o eléctrico
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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Biología
2º Bachiller
(Puede darse el caso de que el interior y el exterior de la célula sean isotónicos pero
que exista una diferencia en el
potencial eléctrico que impida el
paso de los iones. Así por
ejemplo, entre el interior y el
exterior de la neurona hay una
diferencia de potencial de -70
mV, estando el interior cargado
negativamente
respecto
el
exterior. En este caso, los iones
positivos tendrán dificultades
para salir de la célula, incluso si
esta salida se realiza a favor de la
presión osmótica).
Para este tipo de
transporte se precisan
transportadores
específicos instalados en la membrana, y son siempre proteínas,
que mediante un gasto de energía en forma de ATP, transportan
sustancias a través de ésta. Con este tipo de transporte pueden
transportarse además de moléculas orgánicas de mayor tamaño,
pequeñas partículas siempre en contra del gradiente de
concentración o eléctrico.
Bomba de sodio-potasio pag 145
ii. TRANSPORTE CITOQUÍMICO.
Permite la entrada o la salida de la
célula de partículas o grandes moléculas
envueltas en una membrana.
Se trata de un mecanismo que sólo es
utilizado por algunos tipos de células, por
ejemplo: amebas, macrófagos o las células del epitelio intestinal.
iii. ENDOCITOSIS. (pag 146)
Las
sustancias
entran
en
la
célula
envueltas en vesículas que
se forman a partir de la
membrana
plasmática.
Cuando lo que entra en la
célula son partículas sólidas
o pequeñas gotitas líquidas
el transporte se realiza por
mecanismos especiales e
incluso se hace perceptible.
Estos mecanismos implican
una deformación de la membrana y la formación de vesículas. Este
tipo de transporte puede ser de gran importancia en ciertas células,
como por ejemplo, en los macrófagos y en las amebas.
Distinguiremos endocitosis: la fagocitosis y la pinocitosis.
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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2º Bachiller
a. Fagocitosis: Es la ingestión de grandes partículas sólidas
(bacterias, restos celulares) por medio de seudópodos. Los
seudópodos
grandes
evaginaciones
de
la
membrana plasmática que
envuelven a la partícula.
Ésta pasa al citoplasma de
la célula en forma de
vesícula fagocítica. Este
tipo de ingestión la
encontramos, por ejemplo,
en las amebas o en los macrófagos.
b. Pinocitosis. Es la ingestión de sustancias
disueltas en forma de pequeñas gotitas
líquidas que atraviesan la membrana al
invaginarse ésta. Se forman así pequeñas
vesículas llamadas vesículas pinocíticas que
pueden reunirse formando vesículas de
mayor tamaño.
iv. EXOCITOSIS. (pag 147)
Consiste en la secreción o excreción de sustancias por medio
de vacuolas, vesículas de exocitosis, que se fusionan con la
membrana plasmática abriéndose al exterior y expulsando su
contenido. Las vesículas provienen de los sistemas de membranas o
de la endocitosis. La membrana de la vesícula queda incluida en la
membrana celular, lo que es normal teniendo en cuenta que ambas
membranas poseen la misma estructura.
En
todos los mecanismos de
endocitosis hay una disminución de la
membrana plasmática al introducirse ésta
en el citoplasma. Esta disminución
es compensada por la formación de
membranas por exocitosis.
La membrana plasmática está en
estas células en un continuo proceso de
renovación. En un macrófago, por
ejemplo,
toda su membrana es
ingerida en 30 min.
v. TRANSCITOSIS. (pag 147)
Es el conjunto de fenómenos que permiten a una sustancia
atravesar todo el citoplasma celular desde un polo al otro de la célula.
Implica el doble proceso endocitosis-exocitosis. Es típico de las
células endoteliales que constituyen los capilares sanguíneos.
Transportándose así las sustancias desde el medio sanguíneo hasta
los tejidos que rodean los capilares.
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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2º Bachiller
5. INTERACCION CÉLULA-CÉLULA. (Pag 148 y 149)
http://www.uco.es/organiza/departamentos/anatomia-y-anatpatologica/libro/unionescelulares.htm
Ejercicios paginas 160-161: 6, 9, 14
Ejercicios paginas 174-175: 24, 25
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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