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Biología
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TEMA 8: LA PARED CELULAR Y LA
MEMBRANA PLASMATICA
1. MATRIZ EXTRACELULAR.
2. PAREDES CELULARES.
a. DIFERENCIACIONES DE LA PARED CELULAR.
3. COMPARTIMENTACION DE LAS CELULAS EUCARIOTAS.
4. LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS.
a. ORGÁNULOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
MEMBRANAS UNITARIAS.
FORMADOS
POR
b. LA MEMBRANA UNITARIA.
i. CARÁCTER ANFIPÁTICO DE LOS LÍPIDOS.
ii. FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS.
c. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES.
d. CARACTERÍSTICAS DE LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS.
e. FLUJO DE SUSTANCIAS ENTRE LA CÉLULA Y EL EXTERIOR.
i. LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
ii. ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.
iii. MECANISMOS DE FUSIÓN DE MEMBRANAS.
f. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
g. FUNCIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA.
h. TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
PLASMÁTICA.
i. EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS EN
MOLECULAR A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS.
FORMA
ii. TRANSPORTE CITOQUÍ MICO.
iii. ENDOCITOSIS.
iv. EXOCITOSIS.
5. INTERACCION CÉLULA-CÉLULA.
a. POR EXTENSIÓN.
i. ZONULA.
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ii. MACULA.
b. POR SU ESTRUCTURA Y FUNCIÓN.
i. UNIONES COMUNICANTES.
ii. UNIONES DE HENDIDURAS O GAP.
iii. UNIONES ESTRECHAS.
iv. UNIONES ADHERENTES O DESMOSOMAS.
a. MATRIZ EXTRACELULAR. (pag 171)
Aunque la frontera
entre la célula y su
entorno 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 m donde se
encuentran las células
que
forman
los
tejidos.
Está
constituida
por
compuestos
que
segregan localmente
las propias células,
que son proteínas
fibrosas,
proteoglucanos,
glucoproteinas
estructurales
a. 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
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.
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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.
b. Proteoglucanos
Moléculas complejas formadas por una cadena polipeptídica central a la
que se unen los gluosaminoglucanos [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.
c. Glucoproteínas estructurales
Forman una red de elementos que ínteractúan 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.
d. 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 árganos 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. Se ha comprobado también que participa en el
crecimiento y diferenciación celulares.
http://webs.uvigo.es/mmegias/5-celulas/2-matriz_extracelular.php
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 fuera a dentro son: lamina
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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 semírrigida, esta formada por microfibrillas de celulosa
orientada 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 lignificacion por ejemplo en los vasos conductores en el xilema.
Sales minerales al proceso se le llama mineralizacion como ocurren en las
células epidérmicas. Ambas sustancias aumentan la rigidez de la membrana sin perder
la permeabilidad.
También se pueden impregnar con cutina como ocurre en lagunas 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 suberificaron que
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forma el suber o cardio, y ambos son impermeables por eso se encuentran en zonas en
las que las plantas no deber perder agua.
La función es dar forma y rigidez a ala célula protegiéndole de esfuerzos
mecánicos que pueden provocar su rotura. La célula vegetal absorber agua porque esta
en un medio hipotónico. La pared celular evita la rotura de al célula e impide que el
agua sigue 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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4. COMPARTIMENTACION DE LAS CELULAS 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 impresas en el hialoplasma.
El citoplasma que esta limitado por la membrana plasmática y al membrana
nuclear, ocupa la mayor parte de la masa celular, en el se encuentra el retículo
endoplasmatico, la mitocondria, el aparato de golgi, los cloroplastos, lisosomas,
peroxisomas y el núcleo. 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 determinados
reacciones metabólicas que son químicamente incompatibles se realizan
simultáneamente. 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.
5. LAS MEMBRANAS BIOLÓGICAS. (pag 141)
a. ORGÁNULOS Y OTRAS ESTRUCTURAS
MEMBRANAS UNITARIAS.
FORMADOS
POR
 Membrana plasmática
 Retículo endoplasmático granular y
liso
 Aparato de Golgi
 Lisosomas
 Peroxisomas
 Mitocondrias
 Plastos
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 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 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.
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.
A partir de ahora
representaremos la parte polar (hidrófila) y la no polar (hidrófoba) de
los lípidos anfipáticos como se indica en la figura.
ii. FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS.
Si se dispersa superficie
acuosa una cantidad de un
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 hidrófila
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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. bicapas pueden compartimentos denominados
liposomas. Las bicapas lipidicas poseen características similares a las
de las membranas celulares: son permeables al agua pero
impermeables las grandes moléculas polares. En celulares son,
esencialmente, bicapas lipídicas.
c. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES.
(pag 142 y 143)
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 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 capa bilipídica 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
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(como las hormonales), que producen la adhesión celular y proteínas con una
variedad enorme 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.
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:
 Micro ambiente: 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.
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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
externos:
temperatura,
composición de moléculas en el
exterior, etc. Así, una mayor
cantidad
de
ácidos
grasos
insaturados o de cadena corta hace
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 y le da una 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, el 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
(100Å), por lo que sólo se
ve con el microscopio
electrónico.
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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 glicolipidos, 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
membranas
provenientes
de
otros
orgánulos celulares, como
las llamadas vesículas de exocitosis.
Estas van a poder 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
(tonofilarnentos), lo que da a estas uniones una gran solidez.
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
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
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 grano
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
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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 la 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
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 u también pueden
atravesarla.
Por el contrario, las moléculas voluminosas o las fuertemente
cargadas, iones, quedarán retenidas. 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 asegura un medio interno diferente del exterior.
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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 concentrado en solutos se le
llama hipotónico. Si dos disoluciones ejercen la misma presión
osmótica, por tener la misma concentración de a ambos lados de la
membrana semipermeable,
diremos que son isotónicas.
Es de destacar que podemos
tener dos partículas que no se
pueden difundir 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 molal de glucosa y al otro
lado una disolución 0,1 molal 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,
membrana plasmática, se
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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 tendremos:
 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.
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2º Bachiller
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.
i. Difusión a través de la bicapa lipídica. Pasan así
sustancias lipidicas 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
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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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
(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. As
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,
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
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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ii. TRANSPORTE CITOQUÍ MICO.
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 formadas a
partir de la membrana
plasmática. Cuando lo 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 vacuolas. 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.
a. Fagocitosis: Es la ingestión de grandes partículas sólidas
(bacterias, restos celulares) por medio de seudópodos. Los
seudópodos
grandes
evaginaciones membrana
plasmática que envuelven a
la partícula. Ésta pasa al
citoplasma de la célula en
forma
de
vacuola
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
vacuolas llamadas vacuolas pinocíticas que
pueden reunirse formando vacuolas 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
Tema 8: La pared celular y la membrana plasmática
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membrana plasmática abriéndose al exterior y expulsando su
contenido. Las vacuolas provienen de los sistemas de membranas o
de la endocitosis. La membrana de la vacuola 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.
6. 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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