FENOMENOS DE LA MEMBRANA CELULAR

PRACTICA 6

FENOMENOS DE LA MEMBRANA CELULAR[pic 1]

1. OBJETIVOS

1. Reconocer aspectos de la fisiología de la membrana celular.
2. Comprobar experimentalmente los fenómenos de difusión, ósmosis y plasmólisis.
3. Analizar algunas variables que afectan los fenómenos de membrana celular.

1. MARCO TEORICO

La célula aparte de ser la unidad estructural, es también la unidad funcional de los seres vivos, realiza complejas funciones intracelulármente y se encuentra en una relación dinámica con su entorno, es decir con el medio externo por medio de una  membrana.

La célula está rodeada por una membrana, denominada "membrana plasmática". La membrana delimita el territorio de la célula y controla el contenido químico de la célula. Tiene un grosor aproximado de 0.0075 a 0.01 µm (1 µm = 1 x 10-6 mm).

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Figura 1.  Membrana celular

La membrana celular es una estructura altamente especializada, está constituida por una doble capa de fosfolípidos, moléculas de proteínas y carbohidratos; La estructura de la membrana se describe como un mosaico fluido. Es fluido porque antes que un sólido una cadena de fosfolípido es insaturado y por tanto es un líquido. Es un mosaico a causa de la disposición de diversas proteínas dentro de la capa de fosfolípidos.

Los principales lípidos que constituyen a las membranas de los mamíferos son: fosfolípidos, glucoesfingolípidos y colesterol. La parte hidrofóbica de los lípidos se orienta hacia la parte media de la membrana, mientras que la parte hidrofílica se orienta hacia el exterior. Los lípidos son importantes ya que participan en los procesos de reconocimiento y comunicación intercelular.

Las moléculas de proteínas se encuentran incrustadas en la doble capa de lípidos y realizan numerosas funciones, tales como: transporte de moléculas hacia el interior o exterior de la célula, forman parte del citoesqueleto celular (actina), receptores específicos de señales químicas del medio ambiente externo (glucocalix) , enzimas catalizadoras de reacciones asociadas con la membrana. Las moléculas de proteínas contribuyen a la asimetría de la membrana celular.

1. Funciones de la membrana plasmática

La membrana es una barrera selectivamente permeable, es decir que algunos materiales cruzan de manera libre y otros sólo cruzan en ciertos momentos. El paso es controlado por la bicapa de fosfolípidos y el ordenamiento de las proteínas empotradas en dicha membrana.

El transporte de moléculas pequeñas se lleva a cabo a través de dos mecanismos llamados transporte pasivo y transporte activo, en tanto que para las macromoléculas se utilizan dos procesos específicos denominados endocitosis y exocitosis (fagocitosis)

1. Transporte de moléculas pequeñas

- Transporte pasivo

El transporte pasivo se caracteriza por un desplazamiento de sustancias desde un lugar de mayor concentración a otro de menor concentración, sin gasto de energía, puede darse por:

• Difusión simple: La difusión es la tendencia de los materiales que forman un fluido o gas a moverse bajo un gradiente de concentración, desde las regiones de concentración más alta a concentración más baja, el transporte a través de una membrana por difusión simple no requiere proteínas de membrana ni un gasto de energía por parte de la célula. Es un proceso lento que puede acelerarse elevando la temperatura.

• Difusión facilitada: Permite el transporte de pequeñas moléculas polares, como los aminoácidos, monosacáridos, etc, queal no poder atravesar la bicapa lipídica, requieren que proteínas trasmembrana faciliten su paso. Estas proteínas reciben el nombre de proteínas transportadoras o permeasas que, al unirse a la molécula a transportar, sufren un cambio en su estructura que arrastra a dicha molécula hacia el interior de la célula.

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Figura 2.  Transporte pasivo

• Ósmosis:  Es la difusión de agua a través de una membrana semipermeable. Las moléculas de agua son suficientemente pequeñas para difundirse mediante orificios en la estructura de fosfolípidos, mientras que muchas moléculas y iones no lo son. El agua se difunde desde el lado de la membrana donde se concentra más. El hecho de que el agua entre y salga depende de las concentraciones relativas de materiales disueltos dentro y fuera de la célula. Una célula sumergida en una solución con la misma concentración de materiales disueltos como su propio citosol se dice que está en ambiente isotónico, una célula sumergida en una solución muy saturada está en ambiente hipertónico y una solución con una concentración más baja de materiales disueltos está en un ambiente hipotónico.

- Transporte activo

Es el movimiento de materiales a través de una membrana de regiones de baja concentración a regiones de alta concentración con gasto de energía. Para que esto se [pic 4]

Figura 3.  Transporte activo

lleve a cabo se requiere de proteínas transportadoras que actúen como bombas contra el gradiente de concentración, además de una fuente de energía que es el ATP.

Como ejemplo de transporte activo tenemos a la bomba de Na+- K+, la cual desempeña un papel importante durante la producción y transmisión del impulso nervioso. Durante este proceso, el sodio es bombeado hacia el exterior de la célula, mientras que el potasio es bombeado hacia el interior de la misma. En el exterior de la célula existe una mayor concentración de sodio que en su interior, por lo tanto, el sodio es expulsado de la célula contra un gradiente de concentración. En el caso del potasio, su concentración externa es menor que en el interior sin embargo, la célula bombea potasio hacia el interior.

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