Membrana celular: estructura y composición. Transporte a través de la membrana. Transporte pasivo. 3.1. Difusión simple.

1. Funciones de las membranas celulares. Paso de sustancias. Mensajeros químicos. Receptores. • Membrana celular: estructura y composición. • Transporte a través de la membrana. • Transporte pasivo. • 3.1. Difusión simple. • 3.2. Difusión facilitada. • 4. Transporte activo. • Endocitosis y exocitosis. • Comunicación intercelular: mensajeros y receptores.

2. 1. Membrana plasmática • Barrera física entre el LIC y el LEC • Otras funciones: transporte, comunicación, reconocimiento, adhesión

3. 1. Membrana plasmática Fosfolípidos mayoritarios en las membranas eucariotas

4. 1. Membrana plasmática COLESTEROL • El colesterol amortigua la fluidez de la MP (= menos deformable) • Disminuye la permeabilidad de la MP al agua

5. 1. Membrana plasmática La mayoría de las membranas celulares constituyen un “mosaico fluido” de fosfolípidos y proteínas.

6. 1. Membrana plasmática • Las características funcionales de la MP dependen de las proteínas que contiene. • Muchas proteínas de membrana son glucoproteínas. • Tipos (por la forma en la que están dispuestas en la MP): • - Periféricas: incluidas de manera parcial en una de las superficies de la membrana, unidas covalentemente a lípidos o asociadas a ellos mediante un dominio hidrofóbico. • - Integrales: abarcan todo el espesor de la membrana. Son anfipáticas.

7. 1. Membrana plasmática Ejemplos de estructuras de proteínas de membrana Barriles formados por diferente número de cadenas que configuran un canal o poro Segmento hidrófobo Glicosilación de proteínas y formación depuentes disulfuro entre cisteínas

8. 2. Transporte a través de la membrana. • La MP tiene una permeabilidad selectiva. • A ↓ tamaño y ↑ hidrofobicidad, ↑difusión a través de la bicapa. • Moléculas hidrosolubles y cargadas no pueden atravesar la bicapa (la mayoría). • Es necesario un sistema de transporte para las moléculas impermeables a la bicapa: proteínas transportadoras de membrana

9. 2. Transporte a través de la membrana. Tipos de transporte: DIFUSIÓN FACILITADA DIFUSIÓN SIMPLE TRANSPORTE PASIVO TRANSPORTE ACTIVO

10. 3. Transporte pasivo: difusión simple. • T Pasivo: No necesita energía (ATP). • La difusión simple ocurre a través de la bicapa (inespecífico) o por poros (específico). • Ocurre a favor de gradiente. • La capacidad de difundir a través de la bicapa depende de: • - La diferencia de concentración a través de la membrana • - La permeabilidad de la membrana a la sustancia (hidrofobicidad = lipofilia) • - La Tª: determina la energía cinética de las moléculas • - La superficie de la membrana • Ej.: O2 y CO2, EtOH, NH3, fármacos liposolubles

11. 3. Transporte pasivo: difusión simple. Difusión simple a través de canales: • Agua: aquaporinas (permiten el paso por ósmosis). • Iones (Na+, K+). La apertura del canal está regulada por: • Ligando, su unión a una determinada región del canal provoca la transformación estructural que induce la apertura. • Voltaje

12. 3. Transporte pasivo: difusión facilitada. • T. Pasivo: No necesita energía. • Ocurre a favor de gradiente. • La difusión facilitada es específica y saturable: mediada por proteínas transportadoras. • Implica un cambio conformacional en la proteína. • Ejemplos: glucosa, algunos aminoácidos…

13. 4. Transporte activo • Necesita energía (ATP) y proteínas transportadoras (receptor + ATPasa). • Es contra gradiente (“contracorriente”). • Mantiene las diferencias de concentración entre el LEC y el LIC (p.e. K+, Na+, Ca+2…), permite la absorción de micronutrientes en intestino y la reabsorción en el riñón… y la generación y transmisión del impulso nervioso • Tipos: • - TA primario: la energia procede directamente del ATP… • - TA secundario o acoplado: la energía procede del gradiente generado por el TA primario.

14. 4. Transporte activo primario • Transporte de iones: Na+, K+, Ca+2, H+, Cl-… Bomba de Ca+2 Bomba de Na+/K+ LEC LIC Mantiene ↓[Na+]LIC Mantiene ↓[Ca+2]LIC ↑[K+]LIC • Ocurre en todas las células, fundamental en miocitos y neuronas

15. 4. Transporte activo primario Funciones de la bomba de Na+/K+ : - Proporciona energía para el transporte 2º de otras moléculas. - Las células nerviosas y musculares utilizan el gradiente K+/Na+ para producir impulsos eléctricos. - La salida activa de Na+ es importante para mantener el equilibrio osmótico celular.

16. 4. Transporte activo secundario • La difusión de Na+ hacia el interior celular (a favor de gradiente) impulsa el movimiento de otra molécula en contra de su gradiente. • - Simporte: la otra molécula se mueve en la misma dirección que el Na+ • - Antiporte: en dirección opuesta • Ejemplos: transporte acoplado al Na+ de glucosa y AAs en células epiteliales del intestino delgado y de los túbulos renales, antiporte de H+ y Ca+2

17. 4. Transporte activo secundario

18. 4. Transporte activo secundario

19. 5. Endocitosis y exocitosis: transporte masivo Endocitosis • Transporte de moléculas grandes • Ingestión de partículas • y microorganismos (fagocitosis) Exocitosis Liberación (secreción) de hormonas y neurotransmisores

20. 5. Endocitosis y exocitosis: transporte masivo fagocitosis

21. exocitosis

22. transcitosis

23. 6. Comunicación intercelular • La comunicación celular es la capacidad que tienen todas las células de intercambiar información fisicoquímica con el medio ambiente y con otras células. Tipos de comunicación intercelular Miocitos Neuronas Inflamación Hormonas Por ejemplo… Coagulación

24. 6. Comunicación intercelular: mensajeros y receptores • Receptores: proteínas o glicoproteínas presentes en la membrana plasmática, en la membrana de las organelas o en el citosol celular, a las que se unen específicamente moléculas señalizadoras (ligandos o mensajeros): • Hormonas • Neurotransmisores • Citoquinas • Factores de crecimiento • Moléculas de adhesión • Componentes de la matriz extracelular Receptor = cerradura Ligando = llave