sistema sensitivo: AFERENTE Sistema motor: EFERENTE
NEURONA: unidad operativa fundamental, compuesto por un soma, dendritas y un axón
Se cree que el sistema nervioso está compuesto por más de 100.000 millones de neurona
Para generar una respuesta motora inmediata solo se emplea un porcentaje bajo de las aferencias sensitivas que llegan al cerebro.
Las aferencias sensitivas se almacenan en forma de memoria. El cerebro copara las nuevas experiencias sensitivas con las ya almacenadas y así elaborar estrategias para crear una respuesta motora.
La cantidad de neurotransmisores liberados esta en relación con la cantidad de calcio que entra en el terminal.
E
En el lado de la neurona postsinaptica se encuentran receptores los cuales son proteínas que contienen un dominio y un ionoforo, ese puede ser un canal de tipo especifico el cual puede formar un activador de segundos mensajeros, los receptores están ligados a canales ionices activados por ligando,
canales ionico activados por ligándos puedes ser:
cationicos: permiten el paso de iones de sodio, potasio y calcio.
Ionicos: permiten el paso de iones cloruro
Aquello que permite la entrada de sodio(cationico) suelen denominarse excitadores y los que permiten la entrada de cloruro(anionicos) son inhibidores.
Activadores de segundos mensajeros:
La mayoria suele ser de proteína G, los cuales se encuentran unidos a receptores de la neurona postsinaptica.
Funciones de los segundos mensajeros:
Abre un canal especifico para un ion y este esta mas abierto por mas tiempo que un canal típico.
activa al monofosfato de adenosina ciclico o el monofosfato de guaninosina
Activa enzimas, que realizan reacciones bioquímicas en la neurona postsinaptica
activa la transcripción genica
La membrana neuronal posee un potencial de membrana en reposo de unos –65 mV
El potencial de Nernst para el sodio es de +61 mV.
Cuando se estimula de manera repetida una sinapsis con un ritmo rápido, la respuesta de la neurona postsináptica va disminuyendo en el tiempo y se dice que la sinapsis se fatiga.
Cuando se aplican estímulos repetidos (tetánicos) a una sinapsis excitadora, seguidos de una pausa breve, la activación subsiguiente de esa sinapsis puede precisar una corriente menor y la respuesta se potencia. A esto se le denomina facilitación postetánica.
. El pH del medio sináptico extracelular influye en la excita- bilidad neuronal. Cuanto más ácido es el valor, menor la excitabilidad, y cuanto más alcalino, mayor la actividad neuronal.
. El aporte reducido de oxígeno disminuye la actividad sináptica.
. Los efectos de los fármacos y de los compuestos químicos sobre la excitabilidad neuronal son diversos, complejos y variables.
El proceso de contracción ejercido en el musculo esquelético es similar al del musculo liso con , una disposición física interna de los filamentos de miosina y de actina en las fibras musculares lisas es distinta a las encontradas en el musculo esquelético.
Musculo liso multiunitario: cada una de sus fibras se pueden contraer independientemente de las demás y su control se ejerce principalmente por señales nerviosas
Ejemplos: musculo ciliar del ojo, musculo del iris del ojo y musculo pilierectores del pelo.
Musculo liso unitario o musculo liso sincital o musculo liso visceral: cientos de miles de fibras musculares lisas se contraen juntas como una única unidad, y las membranas celulares adyacentes están conectadas eléctricamente por uniones en hendidura permitiendo encajar los potenciales de acción de una fibra a otra con esto que las fibras musculares se contraigan todas juntas
Ejemplos: paredes del tubo digestivo, vías biliares, uréteres, útero, trompas de Falopio y vasos sanguíneos.
La dispersión de los filamentos de actina y miosina difiere
del musculo esquelético con el liso.
Los filamentos de actina están unidos a los
cuerpos densos: los cuerpos densos tienen una función similar a los discos z en
el musculo esquelético, lo que permite que la fuerza de contracción se
transmita de unas células a otras.
Los filamentos de miosina están entremezclados
entre los de actina
Unidades contráctiles: consisten en filamento de
actina que irradian desde los cuerpos densos y se superponen a un único
filamento de miosina localizado a mitad de camino entre los cuerpos densos.
Otra gran diferencia entre las contracciones del musculo
esquelético y el musculo liso es que en el liso las contracciones son tónicas
por lo que duran horas o incluso días.
Otras diferencias:
La velocidad de unión y liberación de los
puentes cruzados de miosina con la actina es mucho más lenta en este tipo de
musculo.
En el musculo liso la energía necesaria es de
1/10 a 1/300 de energía en comparación con la necesaria del musculo estriado.
La contracción comienza 50 a 100 ms después de
ser excitado por lo que tiene un tiempo total de contracción total de 1 a 3 s,
lo que equivale a 30 veces más prolongado en comparación con la fibra muscular.
La fuerza de contracción es mucho mayor que la
del musculo esquelético.
La distancia útil es de más de dos tercios de su longitud
estirado en comparación con el esquelético que es solo de una cuarta parte.
Mecanismo de cerrojo: este mecanismo permite mantener por horas
la contracción tónica prolongada en el musculo liso con un bajo consumo de energía
debido a que cuando el musculo liso genera su contracción máxima la magnitud de
excitación continuada puede reducirse normalmente muy por debajo del nivel
inicial.
Regulación de la contracción por los iones calcio
Como sustituto de la troponina, las células musculares lisas cuentan con otra proteína reguladora de unión al calcio denominada calmodulina, esta se diferencia de la troponina debido a la forma de inicio de la contracción debido a que el musculo liso se basa en la miosina y no en la actina como en el musculo esquelético.
La miosina fosfatasa es necesaria en la interrupción de la contracción.
Cuando se disminuye las concentraciones de calcio por niveles críticos no se produce todos los procesos, pero si permite la fosforilacion de la cabeza de miosina, para evitar que esto ocurre se necesita de una enzima la miosina fosfatasa, el cual interrumpe el ciclo y produce la relajación.
UNIONES DIFUSAS: Lugares de secreción de la sustancia transmisora, formados por fibras nerviosas autónomas las cuales segregan su neurotransmisor en la matriz del musculo liso.
VARICOSIDADES DE LOS TERMINALES DE AXONES: Estas varicosidades contienen vesículas cargadas con la sustancia neurotransmisora.
UNIONES DE CONTACTO: En los músculos de tipo multiunitario las varicosidades se encuentran sobre la membrana de célula muscular.
La acetilcolina es una sustancia que inhibe a la noradrenalina y esta inhibe a la acetilcolina en algunos órganos por lo que se dice que estas dos pueden tener efectos excitadores o inhibidores en la unión neuromuscular del musculo liso.
POTENCIAL DE MEMBRANA Y POTENCIALES DE ACCION EN EL MUSCULO LISO:
El potencial de membrana en reposo depende del musculo liso y de la situación momentánea, se considera normalmente entre -50 a -60 mv lo que equivale a aproximadamente 30 mv menos que en el musculo esquelético.
En este musculo la participación del sodio es muy pequeña y el movimiento de iones de calcio hacia el interior de la fibra es la principal responsable del potencial de acción.
ONDAS LENTAS:
Son oscilaciones lentas del potencial de membrana, sin embargo, no es el potencial de acción.
CAUSA DE LAS ONDAS LENTAS:
Cuando el potencial es más negativo es decir
cuando el sodio se bombea más rápido y menos negativo la bomba de sodio es
menos activa.
Cuando las conductancias de los canales iónicos
aumentan o disminuyen de manera rítmica
IMPORTANCIA DE LAS ONDAS LENTAS:
Estas ondas lentas pueden provocar contracciones en el
musculo liso gástrico debido al aumento por encima de cierto umbral puede
iniciar un potencial de acción.
Cuando a las ondas lentas se le une una disminución de la
negatividad global de la membrana produce la propia distensión, más notable en
la pared del tubo digestivo
Se dice que factores químicos y ciertas hormonas provocan excitación o inhibición dependiendo de si son receptores excitadores o si la membrana contiene receptores inhibidores.
La inervación del musculo esquelético viene de las fibras
nerviosas mielinizadas grandes que se originan en las motoneuronas de la medula
espinal.
UNION NEUROMUSCULAR: terminaciones nerviosas
El potencial de acción de la fibra muscular viaja en ambas direcciones de la fibra muscular.
Secreción de acetilcolina por las terminaciones nerviosas:
Al ocurrir un impulso nervioso y llegar a la unión neuromuscular hay una liberación de vesículas de acetilcolina al espacio sináptico.En la superficie interna hay barras densas lineales.Hay en ambos lados de estas barras canales de calcio activados por voltaje
Hay una apertura de los canales de calcio.Estos atraen a las vesículas de acetilcolina, desplazándolas hacia la membrana neural adyacente a las barras densas. Se fusionan y liberan a la acetilcolina en los espacios sinápticos mediante el proceso de exocitosis.
Dos moléculas de acetilcolina se unen a los receptores de un canal iónico, permitiendo su apertura.
Grandes cantidades de iones sodio entran al interior de la fibra, desplazan grandes números de cargas positivas.
Genera un potencial local en la membrana denominado POTENCIAL DE LA PLACA TERMINAL O POTENCIAL GENERADOR.
ABRE LOS canales de sodio activados por voltaje
7. Inicia un potencial de acción en la membrana muscular y produce la contracción muscular
Una vez liberada las ves acetilcolina en el espacio
sináptico esta sigue activando los receptores de acetilcolina mientras se
mantenga en ese espacio.
Acetilcolinesterasa: destruye a la acetilcolina en mayor
parte.
Solo un pequeño espacio de tiempo en el que la acetilcolina
permanece en el espacio sináptico es suficiente para que la fibra muscular se excite
(solo en condiciones naturales)
Un potencial de acción en una neurona motora conlleva a contracción de las fibras musculares debido a la entrada de los iones de sodio en la fibra muscular lo que hace que haya un aumento d en dirección positiva de 50 a 75 mv y esto genera un potencial local que se denomina potencial de la placa terminal.
FAR
FARMACOS QUE POTENCIAN O BLOQUEAN LA TRANSMISIÓN EN LA UNION NEUROMUSCULAR
La diferencia que existe entre la acetilcolina y estos fármacos se debe a que los fármacos no logran ser destruidos por la colinesterasa o en su caso logran ser destruidos, pero de manera muy lenta.
Bloquean la acción de la acetilcolina por medio de los receptores de acetilcolina en la fibra muscular, por lo que no aumenta lo suficiente la permeabilidad de los canales de membrana muscular para iniciar un potencial de acción.
Por lo que hay un aumento de los niveles de acetilcolina y
que este se acumule y se estimule repetitivamente la fibra muscular.
Neostigmina y Fisosstigmina: su efecto puede durar varias
horas
Fluorofosfato de diidopropilo: Es un potencial toxico gaseoso nervioso de uso militar, y desactiva a la acetilcolinesterasa por semanas.
Cuando no se producen uniones neuromusculares que transmiten
señales desde las fibras musculares a la nerviosas se crea una parálisis
muscular.
MIASTENIA GRAVE: enfermedad autoinmunitaria, donde se desarrollan anticuerpos los cuales destruyen sus propios canales iónicos activados por acetilcolina. Por lo que los potenciales observados son demasiados débiles para producir la apertura de los canales de sodio activados por voltaje y la despolarización de las fibras musculares. Normalmente los pacientes mueren por parálisis en los músculos respiratorios, en su mejor caso el tratamiento es por medio del uso de neostigmina o cualquier otro fármaco anticolinesterasico, los cuales acumulan a la acetilcolina.
Se dice que la conducción de los potenciales de acción en fibras nerviosas y fibras musculares esqueléticas son similares cualitativamente pero no cuantitativamente.
TUBULOS TRANSVERSOS (túbulos T):
Extensiones internas de la membrana celular, siguen en
trayecto transversal a las miofibrillas.
Comienzan en la membrana celular y penetran al otro lado de
la fibra muscular.
En el lado exterior contiene liquido extracelular en su luz.
RETICULO SARCOPLASMICO:
Está formado por túbulos longitudinales que son paralelos a
las miofibrillas y terminan en grandes cámaras “cisternas terminales” las
cuales se continúan después de los túbulos T.
En el musculo esquelético de mamíferos hay dos redes de túbulos T por cada Sarcomero que se encuentra situado cerca de los extremos de miosina, por lo que está organizado para lograr la excitación rápida de la contracción muscular.
Cuando existe un potencial de acción en el túbulo T adyacente se liberan los iones de calcio, los cuales permanecen abiertos por milisegundos, tiempo necesario para la liberación de iones de calcio responsables de la contracción muscular hacia el sarcoplasma que rodea las miofibrillas, en el caso contrario para retirar los iones de calcio y que estos regresen al retículo sarcoplasmico se necesita de una bomba de calcio la cual concentra aproximadamente 10.000 veces en el interior de los túbulos, dentro se encuentra una proteína llamada calcecuestrina la cual proporciona un almacenamiento de 40 veces más calcio.
40% del cuerpo es musculo esquelético y 10% es lico y
cardiaco.
Las miofibrillas están formadas por miosinas y actinas.
Los músculos esqueléticos están formados por numerosas
fibras cuyo diámetro varía entre 10 y 80 μm
Excepto por el 2% todas las fibras están inervadas por una sola terminación nerviosa.
MIOFIBRILLAS: formada por filamentos de actina y miosina.
Las muchas miofibrillas de cada fibra muscular están yuxtapuestas suspendidas en la fibra muscular.
ORGANIZACIÓN DEL MUSCULO ESQUELETICO:
BANDAS CLARAS Y OSCURAS: la interdigitacion de los filamentos de miosina y de actina da las bandas alternas claras y obscuras.
Bandas claras (bandas I): solo filamentos de actina
Bandas oscuras (bandas A): con filamentos de miosina y los extremos de los filamentos de actina las bandas I cambian su longitud con la contracción muscular.
Presentes en todo el musculo
esquelético y cardiaco dándole un aspecto estriado.
puentes cruzados: se les denomina a las pequeñas proyecciones que se originan en los lados de los filamentos de miosina., la contratación se produce de la interacción de los puentes cruzados y los filamentos de actina.
Discos z: pasa a través de la miofibrilla y unas otras, uniéndolas y alineándolas a lo largo de la fibra muscular
Sarcomero: porción de miofibrilla entre dos discos z sucesivos.
Contracción muscular:
Un potencial de acción va a lo largo de toda la
neurona motora hasta sus terminales sobre las fibras musculares, el centro
terminal de las neuronas segrega una pequeña cantidad de ACETILCOLINA.
La ACETILCOLINA se difunde a una zona local de
la membrana provocando la apertura de CANALES CATIONICOS ACTIVADOS POR
ACETILCOLINA y a su vez los iones de sodio, potasio y calcio se mueven a través
de ellos gracias a sus gradientes electroquímicos, provocando una
despolarización local (POTENCIAL GENERADOR o POTENCIAL DE LA PLACA TERMINAL),
esta provoca la apertura de canales de sodio activados por voltaje en la
membrana muscular, lo que produce un potencial de acción.
Este potencial viaja a través de la membrana de
la fibra muscular, lo que provoca que el retículo sarcoplasmico libere iones de
calcio en el sarcoplasma.
Estos Iones inician fuerzas de atracción entre
los filamentos de actina y miosina de las miofibrillas, deslizándose unos sobre
otros
Después de una fracción de segundos los iones de
calcio vuelven al retículo sarcoplasmico, para mantenerse almacenados.
La retirada del calcio provoca
que cese la contracción muscular.
Las fuerzas generadas de las
interacciones entre actina y filamentos de miosina hacen que se deslicen los
filamentos de actina se deslicen dentro de los filamentos de miosina.
Los filamentos de miosina están
compuestos por múltiples moléculas de miosina. Las colas de las miosinas se
agrupan y forman el cuerpo filamentoso, las cabezas y parte de cada molécula de
miosina cuelgan de los lados del cuerpo. Estos brazos y cabezas se les denomina
puentes cruzados.
Cabeza de miosina: actúa como
enzima adenosina trifosfatasa, permite escindir el ATP para aportar energía al
proceso de contracción.
Los filamentos de actina están
formados pro actina, tropomiosina y troponina con una longitud de aproximadamente
1 micrómetro, sus bases se anclan fuertemente a los discos z y los extremos se
mueven hacia ambas direcciones dentro del Sarcomero para situarse en los
espacios entre las moléculas de miosina.
El filamento de actina se inhibe por el complejo de troponina-tropomiosina y su activación se estimula por los iones de calcio.
Cuando una cabeza de miosina se une a un punto activo, la
cabeza se desplaza automáticamente hacia el brazo y arrastra con ella el
filamento de actina, a este desplazamiento se le denomina golpe activo, después
las cabezas se separan y se extienden y vuelven a unirse a los puntos activos y
recorren el filamento de actina, desplazando los extremos de los filamentos de
actina hacia el centro del filamento de miosina.
Se dice que la potencia de contracción es máxima cuando la
superposición entre los filamentos de actina y de miosina es óptima, debido a
que no puede haber una fuerza cuando la longitud del Sarcomero no fisiológica
es alta, ya que no existe superposición entre filamentos de actina y miosina.
La tensión máxima se puede tener cuando la longitud del Sarcomero es de 2 micrómetros,
eso indica que el filamento de actina ha interaccionado con todos los puentes
del filamento de miosina.
Cuando la longitud del Sarcomero disminuye hasta 1,65 micrómetros
los dos discos del Sarcomero se encuentran apoyados en los extremos de los
filamentos de miosina y la fuerza de la contracción disminuye drásticamente.
La contracción muscular requiere de ATP para realizar
funciones principales.
La mayor parte del ATP se emplea para activar el mecanismo de cremallera de la contracción muscular.
El transporte de iones de calcio hacia el interior del retículo sarcoplasmico hace que finalice la contracción.
Los iones de sodio potasio se bombean a través de la membrana de la fibra muscular para mantener un entorno iónico adecuando para la propagación de los potenciales de acción.
La contracción de ATP en la fibra muscular es suficiente para mantener la contracción completa solo durante 1 a 2 s. el ATP se desfosforiliza para formar difosfato de adenosina (ADP) y el ADP se vuelve a fosforilar para formar de nuevo ATP
FUENTES PRINCIPALES DE LA ENERGIA PARA LA CONTRACCION:
FOSFOCREATINA: contiene un enlace fosfato de alta energía similar a los enlaces de ADTP, pero con mas energía libre. La energía liberada ayuda a la conversión del ADP en ATP. La energía combinada del ATP y de la fosfocretina almacenados en el musculo es capaz de producir una contracción muscular máxima solo durante 5 a 8 s.
Escisión enzimática rápida del glucógeno en acido pirúvico y ácido láctico libera energía para convertir el da en ATP, estas reacciones glagolíticas pueden ser producidas en ausencia del oxígeno. Este proceso es aproximadamente 2, 5 veces más rápida que la formación de ATP en respuesta de la reacción de los nutrientes con el oxígeno. Lo u que puede mantener la contracción muscular máxima solo durante aproximadamente 1 min.
Metabolismo oxidativo: cuando el oxígeno se combina con diversos nutrientes celulares para liberar ATP. Más del 95% de energía utilizada por los muslos es obtenida de esta manera.
Características de la contracción de todo el musculo:
Contracción isométrica: se produce cuando el musculo no se acorta durante la contracción, los elementos elásticos que permiten una serie un pequeño acortamiento del musculo se les conoce como tendones, terminaciones del Sarcomero y quizás los brazos de los puentes cruzados de la miosina.
Contracción isotónica: se produce cuando el musculo se acorta, pero la tensión permanece constante.
Los músculos están compuestos por dos tipos de fibras:
Fibras musculares rápidas: (tipio ii, musculo blanco) son:
– fibras grandes para obtener una gran fuerza de contracción
Tienen un retículo sarcoplasmico extenso par< una liberación rápida de iones calcio
Tiene grandes cantidades de enzimas glagolíticas para la liberación de energía por el proceso glagolítico
Tienen una vascularización menos extensa y menos mitocondrias.
Por qué el metabolismo oxidativo es secundario.
Fibras lentas (tipo i, muslo rojo):
Son más pequeñas, tiene capilares más extensos y muchas
mitocondrias, con grandes cantidades de mioglobina lo que le da al musculo un aspecto
rojizo.
La sumación de fuerzas de fuerzas es la adición de los
espasmos indicados para aumentar la intensidad de la contracción muscular
global, la cual se produce de dos maneras:
Sumación de fibras múltiples: se comienza con la activación
de fibras motoras pequeñas y después se continúan a estimular unidades motoras
cada vez mayores, por lo que las unidades motoras de mayor tamaño tienen una
frecuencia de fuerza de hasta 50 veces mayor que las pequeñas.
Sumación de frecuencias y tetanizacion: cuando las
frecuencias son tan fuertes estas se provocan antes de que termine la anterior,
por lo que la siguiente contracción se suma a la primera, por lo que la fuerza
aumenta progresivamente al aumentar la frecuencia. Cuando la frecuencia alcanza
un punto crítico las contracciones sucesivas se concentren entre si y la
contracción aparenta ser suave, lo que se le denomina tetanizacion.
Remodelación del músculo para adaptarse a la función
Hipertrofia muscular: se debe a un aumento del número de filamentos de actina y miosina en cada fibra muscular, lo que provoca que las proteínas contráctiles aumenten hasta un nivel suficiente y que las miofibrillas se multipliquen.
Atrofia muscular: cuando un musculo no es utilizado las proteínas de contracción son más rápidos que las velocidades de sustitución, se produce casi inmediatamente cuando un musculo pierde su inervación.
Las células musculares y las células nerviosas son capaces
de generar impulsos nerviosos a través de sus membranas por lo que se les
conoce como excitables.
FISICA BASICA DE LOS POTENCIALES DE MEMBRANA
La cantidad de potasio es grande dentro de la membrana de
una fibra nerviosa y muy baja fuera de esta. Por ello la concentración de iones
a través de una membrana que es permeable y selectiva puede producir un
potencial de membrana:
Potencial de difusión del potasio: la membrana celular neuronal es mas permeable a los iones de potasio, dando lugar a la liberación de iones de potasio hacia el exterior debido a la gran concentración en el interior, debido a la perdida de estos iones la parte interna de la membrana queda negativo ya que el potasio tiene una carga positiva.
Cuando existe demasiada perdida de potasio está perdida hace
que se cierren los canales evitando la salida de estos iones a un habiendo
grandes cantidades de potasio en el interior.
En una fibra nerviosa de mamífero el potencial necesario
para interrumpir la difusión neta de potasio es de -94 mV aproximadamente
Potencial de difusión del sodio: en este caso se utiliza una membrana con mayor permeabilidad de iones de sodio en comparación con otros iones. Estos iones se difunden hacia el interior de la célula crean un potencial de acción positivo y en unos milisegundos este potencial de membrana a aumenta lo suficiente como para bloquear la difusión de iones de sodio, este potencial se alcanza en +61 mv en fibras de mamíferos.
Ecuación de Nerst:
Esta ecuación describe la relación del potencial de difusión
con la diferencia de concentración.
El potencial de membrana que se opone a la difusión de neta de un ion a través de la membrana se le denomina potencial de Nerst.
Donde FEM es: fuerza electromotriz en milivoltios
Z: carga eléctrica del ion
El signo del potencial dependerá del signo del ion, si el ion es negativo el signo del potencial será positivo y si el signo del ion es positivo el signo del potencial será negativo.
Ecuación de Golman:
Esta ecuación se utiliza para calcular el potencial de
difusión cuando la membrana es permeable a varios iones diferentes.
Factores necesarios:
Polaridad de la carga eléctrica de cada ion
La permeabilidad de la membrana a cada ion
La concentración de estos iones tanto en el
interior como en el exterior.
Características e implicaciones de la ecuación de Goldman:
Los iones de sodio, potasio y cloruro son los más
impórtate en la generación de potenciales de membrana en fibras nerviosas y
musculares y células neuronales del snc.
La importancia del voltaje de cada ion para
definir la permeabilidad de la membrana de ese ion.
Un gradiente de concentración positivo del ion
desde el interior de la membrana hacia la exterior causa electronegatividad
dentro de la membrana.
POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO DE LAS NEURONAS:
Potencial de difusión del potasio: Desde el interior de la membrana hacia el exterior, 35:1 produce un potencial de Nerst de -94 mv.
Potencial de difusión del sodio: la relación ente el interior y el exterior es de 0,1 y por ello un potencial de Nerst de +61 mv.
Permeabilidad de la membrana: En una membrana de la fibra nerviosa el potasio es 100 veces mayor que el sodio, este valor de permeabilidad en la ecuación de Goldman nos permite obtener un potencial de membrana interna de -86 mv, que se acerca al potencial de difusión de potasio de – 94 mv.
Naturaleza electrógena de la bomba sodio- potasio: esta bomba transporta tres iones sodio al exterior de la célula por cada dos iones potasio bombeados hacia el interior, provocando una perdida continua de cargas positivas en el interior de la célula, por lo que esta e genera un decir de unos -4 mv en el interior de la membrana celular.
POTENCIAL DE ACCION DE LAS NEURONAS
Las señales neuronales son transmitidas por medio de
potenciales de acción los cuales son cambios rápidos del potencial de membrana
que va de por toldo lo largo de la membrana de la fibra nerviosa
Los potenciales de acción comienzan desde un
pequeño un súbito cambio en el potencial
de membrana e negativo en reposo normal hasta llegar a un potencial positivo y
después hay un regreso casi igual de rápido al potencial negativo.
FASE DE REPOSO: Es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo del potencial de acción.
FASE DE DESPOLARIZACION: La membrana se hace muy permeable a los iones de sodio por lo que se permite que un gran número de iones de sodio con carga positiva se mueven al exterior del axón, lo cual hace que el potencial de acción se convierta rápidamente en positivo.
FASE DE REPOLARIZACION: Hay una variación de varias diezmilésimas de segundos después de que la membrana se haya hecho permeable a los iones de sodio entonces los canales comienzan a cerrarse y los canales de potasio que estaban cerrados comienzan a abrirse y a salir los iones de potasio restableciendo el potencial de membrana en reposo.
En este proceso los canales de sodio y potasio son abiertos
y cerrados.
Canal de sodio: es necesario tanto para la
despolarización como para la repolarización
Canal de potasio: es necesario para la
repolarización
Además, se servir como parte de la bomba sodio potasio estos
canales establecen la permeabilidad en reposo de la membrana.
Fenómenos ocurridos durante el potencial de membrana:
Estado de reposo: En este tiempo la conductancia de los iones de sodio es 100 veces mayor que la de sodio. Debido a la fuga mayor de iones potasio que de sodio.
Inicio del potencial de acción: se activan los canales de sodio por voltaje y hay una conductibilidad de 5.000 veces mayor de sodio, después el proceso de inactivación cierra los canales de sodio en otra mili facción de segundos, este proceso también crea a la activación de los canales de potasio.
Final del potencial de acción: Es el cierre de los canales de potasio a su estado original.
Cuando hay un aumento de -90 mv a cero, se crea una
retroalimentación positiva debido a que se abren a un más los canales de sodio
hasta que todos están completamente abiertos.
Cuando hay un aumento de -90 mv a -65 mv es decir el
potencial de umbral, se tiene la aparición explosiva de un potencial de acción.
Después de haberse presentado un potencial de acción se inactivan
los canales de sodio por lo que ninguna señal excitadora podrá abrir de nuevo
las compuertas, el único método es que el potencial de membrana regrese a su
nivel original en membrana en reposo.
PERIODO REFRACTARIO ABSOLUTO: En este periodo un potencial
de acción no puede llevarse a cabo ni siquiera con un estímulo potente. En
fibras mielinizadas este periodo es de aproximadamente 1/2500 s
PERIODO REFRACTARIO RELATIVO: Ocurre después de periodo
absoluto, en este se requiere de un estímulo más fuerte de lo normal para excitar
la fibra nerviosa e iniciar un potencial de acción.
PROPAGACION DEL POTENCIAL DE ACCION
Cuando ocurre un potencial de acción en cualquier parte de
la membrana esta se excita y todos los lugares adyacentes a esta, logrando la
propagación del potencial de acción, a este proceso se le llama impulso
neuronal o muscular.
La propagación de este estimulo va en cualquier dirección.
Existe el principio de todo o nada, es decir una vez
originado un potencial de acción este viaja a cualquier lado o no viaja en
absoluto.
CARACTERISTICAS ESPECIALES DE LA TRANSMISION DE SEÑALES EN LOS TRONCOS NERVIOSOS
Las fibras grandes son mielinizadas y las pequeñas no lo
son.
En la fibra el núcleo es el axón y su membrana es el lugar
de transporte del potencial de acción.
Las encargadas de agregar la vaina a de mielina a la
membrana del axón son las células de Schwann, esta vaina está formada por
varias capas de membrana las cuales contiene una sustancia lipídica llamada
esfingomielina, el cual es un gran aislante.
En la unión de dos células de Schwann existe una zona de 2 a 3 micrómetros, en donde los iones pueden seguir fluyendo con facilidad en la membrana del axón entre el líquido extracelular y el interior del axón, llamado nódulo de Ranvier.
Los iones apenas y pueden desplazarse de vaina en vaina,
pero lo hacen muy fácil en los nódulos de Ranvier por lo que crea una
apariencia saltatoria, este tipo de conducción de tipo saltatoria es útil por:
Aumento de la velocidad
Conservación de la energía
La velocidad de conducción es mayor en las grandes fibras
nerviosas mielinizadas:
Esto se demuestra ya que en las pequeñas fibras no mielinizadas la velocidad oscila entre 0.25 m/s y en las grandes mielinizadas entre 100 m/s
Los mecanismos de transporte hacen que las membranas celulares hacen que la composición de los líquidos intra y extra celulares sean diferentes.
Composición:
La membrana celular es una membrana lipídica es decir hidrosoluble aun así algunas proteínas constituyen una vía de transporte alternativa para las sustancias liposolubles.
Proteínas de canales: crean canales para el movimiento de iones a través de la membrana. Proteínas transportadoras: proceso por el cual la sustancia sufre una modificación estructural para poder desplazarse por la membrana.
Tipos de transporte a través de la membrana celular:
DIFUSION:
SIMPLE:
Las moléculas se mueven sin unirse a proteínas
transportadoras.
2 tipos:
Por medio de intersticios de la bicapa lipídica
Canales proteicos llenos de agua
El agua penetra con facilidad en la membrana celular y
también puede atravesar los canales proteicos de transmembrana.
Se cree que las aperturas de las compuertas de las proteínas están en relación con la extensión de las proteínas transportadoras.
Controles de apertura y cierre de las compuertas:
FACILITADA O MEDIADA POR UN TRANSPORTADOR:
Precisa de una proteína transportadora, la cual ayuda al
paso de las sustancias a través de la membrana.
La molécula se une a un receptor especifico.
Se produce un cambio y del lado opuesto de la
membrana se abre.
La velocidad en su estado máximo se acerca a su máximo de
acuerdo al aumento de su concentración (en la sustancia que difunde)
Entre las moléculas más importantes se encuentra la glucosa
y la mayoría de aminoácidos.
LAS SUSTANCIAS PUEDEN DIFUNDIR EN AMBAS DIRECCIONES A TRAVES
DE LA MEMBRANA CELULAR.
Factores que determinan la velocidad neta de la difusión:
Permeabilidad: Se expresa como la velocidad neta de difusión de la sustancia a través de cada unidad de superficie de la membrana para la diferenciación de concentración de una unidad entre los dos lados de la membrana.
Diferencia de concentración: es proporcional a la diferencia de concentración de la sustancia que difunde a ambos lados de la membrana.
Potencial eléctrico: hace que las sustancias se muevan a través de la membrana a pesar de no haber ningún cambio en la concentración que pueda producir el movimiento. Se calcula por medio de la ecuación de Nernst.
OSMOSIS:
Proceso de movimiento neto de agua causado por la diferencia
de concentración del agua.
El agua es la sustancia con mayor cantidad de difusión en
ambas partes de la membrana celular.
En condiciones normales no existe ningún tipo de movimiento
sin embargo en ciertas condiciones se puede producir una diferencia en la
concentración de agua a través de la membrana.
Debido a esto se puede generar que la célula se hinche o que
esta se contraiga.
La energía cinética de cada célula es la misma por lo tanto
la presión osmótica se determina por:
“la concentración de la solución en función del número de
partículas por unidad de volumen, pero no en función de la masa del soluto”
Un osmol expresa la concentración en función del número de
partículas.
Es decir, un osmol es el peso molecular de 1 g de soluto no
disociado.
TRANSPORTE ACTIVO:
Puede desplazar la sustancia contra un gradiente de
concentración.
Se divide en dos de acuerdo al tipo de energía que utiliza, aunque en estos dos casos existe la presencia de proteínas transportadoras las cuales cumplen una función facilitadora.
TIPOS DE TRANSPORTE ACTIVO:
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO:
Bomba sodio-potasio: transporta
iones sodio hacia el exterior de las células e iones potasio al interior.
Esta bomba es responsable de ml mantenimiento de las
diferencias de concentración sodio potasio a través de la membrana celular y también
establecer un potencial eléctrico negativo dentro de la célula y también
controla el volumen celular, debido al intercambio de iones de sodio y potasio
hay un intercambio de agua hacia el exterior de la célula.
SE ACTIVA CUANDO LA CELULA COMIENZA A HINCHARSE.
Por lo que se conoce que la bomba de sodio y potasio se
encarga de la vigilancia continua del mantenimiento del volumen celular normal.
Funcionamiento:
Se unen 3 iones de sodio a una proteína transportadora en el
interior de la célula y se unen dos iones potasio a la proteína transportadora
en el exterior de a la célula.
Proceso:
La velocidad de transporte se controla por medio de su
concentración:
Si la concentración es pequeña el transporte es rápido
Concentraciones altas, el transporte es limitado por las velocidades con las que se pueden producir las reacciones químicas de unión.
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO:
Cuando los iones de sodio son transportados hacia el exterior en el transporte activo primario esto crea un gradiente de concentración de iones de sodio, el cual representa un almacén de energía debido a que el exceso de sodio en el exterior siempre regresa.
COTRASPORTE: La difusión del sodio puede arrastrar otras sustancias junto a este a través de la membrana celular usando una proteína transportadora.
La glucosa y los aminoácidos son transportados mayormente en
las células por este medio, usando proteínas transportadoras las cuales poseen
sitios de unión en el exterior: uno para el sodio y otro para la glucosa o ara
el aminoácido, cuando la energía de sodio es mayor en el exterior este aporta
la energía para el transporte, sin embargo, estas proteínas no realizaran
ningún cambio estructural hacia el interior hasta el enlace con la otra
sustancia.
CONTRATRANSPORTE: Tanto sodio y la sustancia que va ser transportada se mueven en sentidos opuestos sin embargo el sodio siempre se mueve hacia el interior de la célula.
Contra transporte de calcio: en este caso se da por el movimiento de calcio al exterior de la célula y los iones de sodio al interior de esta, unidas por una misma proteína.
Contratan porte de hidrogeno: en los túbulos proximales de los riñones, y el sodio se mueve desde la luz del túbulo hacia el interior de las células tubulares y los iones hidrogeno se contra transportan hacia la luz.
Los genes contienen el material hereditario, pero también
controla las funciones celulares.
La expresión genética hace alusión al proceso de transcripción del ADN, traducción del ARN y la formación de proteínas.
BLOQUES BASICOS DE ADN:
Se encuentran:
Acido fosfórico
Azúcar desoxirribosa
Cuatro bases nitrogenadas (Pirimidinicas: timina
y citosina, Purinicas: Adenina y guanina)
NUCLEOTIDOS:
La primera fase para la formación del ADN consta de la
formación de un nucleótido acido el cual está compuesto por una molécula de ácido
fosfórico, una molécula de desoxirribosa y una de las cuatro bases.
ACIDO DESOXITIMIDILICO
ACIDO DESOXIADENILICO
ACIDO DESOXIGUANILICO
ACIDO DESOXICITIDILICO
En una hebra de ADN se observa que existe una unión en la parte central de nucleótidos Purinicas y Pirimidinicas, unidos a los extremos al azúcar desoxirribosa y esta a su vez unido al ácido fosfórico.
Los pares de nucleótidos se forma:
En cada vuelta completa
de la hélice de la molécula de ADN hay 10 pares de nucleótidos.
CODIGO GENETICO:
El ADN tiene como función la formación del código genético
el cual es responsable de la formación de las proteínas, y estos están formados
por tripletes de nucleótidos.
Debido a que las reacciones se llevan a cabo fuera del núcleo
es decir en el citoplasma y como el ADN se encuentra en el núcleo existe otro
tipo de ácido nucleótido:
ARN:
Compuesto por una molécula de ácido fosfórico, un azúcar ribosa y cuatro bases nitrogenadas (adenina, guanina, uracilo y citosina)
El ARN consta de un código complementario formados partir de
los tripletes del ADN.
La Polimerasa de ARN es la encargada de la activación del
proceso de transcripción del ADN, además tiene como funciones:
En la cadena de ADN se encuentra una sección
llamada promotor y las polimerasas de ARN es complementaria a ella uniéndose
para comenzar el proceso.
Se encarga de desenrollar dos vueltas del ADN
aproximadamente y separar las porciones abiertas de la hélice.
Después de desplaza por la cadena del ADN
rompiendo los ´puentes de hidrogeno que unen a las bases nitrogenadas
permitiendo realizar la transcripción de ARN, cuando se encuentra con una
secuencia terminadora de la cadena, esta se separa permitiendo que la cadena de
ADN regresa a su forma original liberando la nueva cadena de ARN que es liberada
en el núcleo plasma.
TIPOS DE ARN:
Se conoce que algunos tipos de ARN participan en la síntesis de proteínas, algunos en la función reguladora de genes y algunas que se desconocen sus funciones. Tipos de ARN que realizan funciones distintas e independientes en la síntesis de proteína.
Existen por 20 aminoácidos esenciales en las proteínas, de
donde uno se reconoce como CI (Codón iniciador) y tres de ellos como CT (Codón
terminador)
ARNsi: son usados para bloquear la traducción de cualquier ARNm.
Formación de proteínas en los ribosomas: el proceso de «traducción»
Cuando una molécula de ARNm entra en el ribosoma este actúa
como un lector, debido a que lee los codones que este contiene a partir del
codón iniciador de la cadena y concluye en el codón de parada llamado codón
terminador de la cadena, lo que genera una molécula proteica.
Las moléculas de ARNm pueden unirse a varios ribosomas en un
mismo tiempo, dando lugar a la formación varias moléculas proteicas debido a
que no existe una especificidad para cada molécula de ARNm, lo que da lugar a
la formación de un POLIRRIBOSOMA, tomado en cuenta que los ribosomas son
únicamente como fábricas en las que se llevan a cabo las reacciones químicas.
Debido a que los ribosomas se encuentran cerca del retículo endoplásmico las moléculas proteicas atraviesan la membrana reticular y llegan a la matriz del retículo endoplásmico con una excepción en las enzimas y proteínas estructurales.
Pasos químicos de la síntesis proteica:
Control de la función
génica y actividad bioquímica de las células:
Se conoce que l regulan las actividades funcionales de la célula,
pero también actúan en las funciones químicas, por ello debe terne un control
que mantenga estas funciones en un estado correcto por medio de la
retroalimentación, ya que si no se mantienen pueden provocar el crecimiento
exagerado de la célula o crear acciones químicas que lleven a la muerte de esta.
Para ello existe:
REGULACION GENETICA
Cubre todo el proceso, desde
la transcripción del código genético en el
núcleo hasta la formación de proteínas en el citoplasma.
Es principalmente la regulación en la producción de
proteínas debido a que estas realizan la mayor de las funciones en la célula y
pueden regularse desde la transcripción, hasta la formación de estas.
Actúan especialmente como sistemas de
control de retroalimentación que vigilan continuamente la composición bioquímica de la célula y hacen las correcciones que se van necesitando.
En la cadena de ADN se encuentra una sección llamada
promotor en donde se comienza el proceso de transcripción conformado por siete
bases (TATAAAA), también existe e promotor IID y IIB en los cuales se une la polimerasa
la cual indica el inicio de la transcripción.
Los aisladores cromosómicos se encargan de separar a genes activos
de los genes reprimidos, para evitar influencias de los genes en proceso de transcripción.
El gen regulador provoca la formación de una
proteína reguladora la cual actúa como una sustancia activadora o como un
represor de transcripción.
En ocasiones una misma proteína reguladora actúa
como un activador de un promotor y como
un represor de otro.
Algunas proteínas reguladoras no se encuentran
en la cadena de ADN si no en los diferentes lugares donde se lleva a cabo el
proceso para la formación de nuevas proteínas.
En el núcleo el ADN se encuentra compactado de
manera que forma los cromosomas los cuales inhabilitan el proceso de transcripción,
son un conjunto de proteínas llamadas histonas las cuales permiten que las
cadenas de ADN se enrollen en ellas.
REGULACION ENZIMATICA
Se trata de otro mecanismo de retroalimentación negativa por la que en el producto sintetizado se une a la primera enzima para desactivarla.
ACTIVACION ENZIMATICA:
REPRODUCCION CELULAR:
La reproducción celular comienza desde la duplicación del
ADN el cual comienza entre 5 y 10 horas antes de la mitosis y termina en un
lapso de 4-8 horas, con una espera de 1-2 horas antes de la mitosis.
Características físicas y químicas de la replicación del ADN:
Es un proceso casi
similar al proceso de replicación del ARN con cambios como:
Se realiza la replicación de ambas cadenas del
ADN.
Se replican en su totalidad y no solo en
pequeños fragmentos.
Se utiliza la polimerasa de ADN para la ruptura
de la hélice y el ADN ligasa para regresarlo a su forma original.
La nueva copia del ADN se une a ella de a través
de enlaces de hidrógenos débiles.
REPARACIÓN DE ADN, «CORRECCIÓN DE LECTURA» Y «MUTACIONES» DEL ADN
Durante el proceso de replicación pueden existir algunos
errores en la transcripción por lo que durante el periodo de espera entre la
replicación y el inicio de la mitosis existe un proceso de corrección de la
lectura en el cual las partes de fueron erróneamente copiadas son sustituidas
por sus partes correctas, todo esto gracias a la polimerasa de ADN y la ligasa
de ADN usadas en la replicación.
Debido al proceso de reparación y corrección de lectura se considera que pueden corregir todos los errores, pero aun así cuando existen errores, ha estos errores se les llama mutaciones, los cuales provocan una anormalidad en la función celular.
Cromosomas y su replicación:
El ADN se enrolla en los cromosomas, de los cuales el genoma
humano contiene 46 de ellos dispuestos en 23 pares.
En los cromosomas también se encuentran cantidades de
proteínas llamadas histonas, las cuales tienen la función de ser el lugar en
donde las cadenas de ADN se enrollan.
El núcleo de las histonas tiene un papel muy importante ya
que se encargan de regular el proceso de transcripción del ADN en ARN.
Al término de la replicación del ADN este enrolla para formar el cromosoma, pero también hace la nueva cadena de ADN por lo que se encuentra unido a través del centrómero, y estos cromosomas duplicados pero unidos entre si se conocen como cromátidas.
Centriolos:
Son también replicados poco después de la replicación del
ADN y se encuentran estrechamente unidos a un polo de la célula, poco antes de
que ocurra la mitosis estos comienzan a separarse y toman la forma como de una
estrella que actúa como un soporte, llamado áster, algunas de sus puntas
penetran la membrana nuclear y permiten separar a las dos cromátidas durante el
proceso celular.
El complejo de microtúbulos que se extiende entre los dos nuevos pares de centriolos es el huso, y todo el conjunto de microtúbulos más los dos pares de centriolos se denomina aparato mitótico.
MITOCIS CELULAR:
TELOMEROS:
Los telómeros evitan la degradación
de los cromosomas
Un telómero es una
región de secuencias de nucleótidos repetitivas situadas en cada extremo de una cromátida.
Estos ayudan a mantener a la cadena de ADN n su número normal añadiendo los nucleótidos que han sido eliminados durante la replicación del ADN, durante el paso de las replicaciones este se va degradando lo que provoca que la célula muera, por lo que se considera que debido a esta pérdida ocurren variaciones durante el envejecimiento, al igual que nos brindan protección contra el cáncer y otras enfermedades proliferas.
Diferenciación celular:
Una de las características especiales en el crecimiento y reproducción celular, es la diferenciación celular la cual permite distinguir la función de cada célula localizada en diferentes partes del organismo, a pesar de ser diferentes células se considera que el material genético no es diferente es solo el hecho de que algunos componentes de él se encuentran reprimidos en comparación con otros.
APOPTOSIS: MUERTE CELULAR
La apoptosis o muerte celular programada se forma a partir de unas proteasas llamadas caspasas que se sintetizan y se encuentran como procaspasas inactivas, las cuales actúan en forma de cascada desmantelando a la célula, la cual después es fagocitada a través de una célula fagocitica que se encuentra cercana a ella, evitando así que las células vecinas sufran alguna lesión y se mantienen sanas. En comparación con la necrosis la cual es una muerte por consecuencia de una lesión aguda se hinchan y estallan debido a la pérdida de la integridad de la membrana celular, la cual hace que la afectación se extienda a las células vecinas.
EL CANCER:
El cáncer se debe a la mutación presentada en la célula. Los
protooncogenes son genes normales que codifican diversas proteínas responsables
del control de la adhesión
celular, el crecimiento y la visión. Si mutan o se activan de forma
excesiva, los protooncogenes pueden
convertirse en oncogenes con funcionamiento
anómalo capaces de provocar cáncer.
Debe de existir múltiples factores para la supervivencia de
un cáncer como puede ser, la necesidad de presencia de varios oncogones para
tener la fuerza de desarrollar un cáncer, el sistema inmunitario actúa al
detectar proteínas que tienen una configuración
mutada por medio de anticuerpos y linfocitos sin embargo tras la
supresión del sistema inmunitario, por
ejemplo en personas que toman fármacos inmunodepresores después de un trasplante renal o cardíaco, la probabilidad de que se desarrolle un cáncer se multiplica hasta por cinco.
Las células mutadas presentan una capacidad de supervivencia
muy baja y de la que sobreviven muy pocas son cancerosas ya que se tiene
controles de retroalimentación que evitan que se conviertan en células
cancerosas. Se considera como un suceso desafortunado debido a que a pesar de
presentar formas de protección del cáncer durante y después de la transcripción
del ADN se desarrolle una mutación y que esta tenga efecto canceroso.
Entre los factores que pueden generar la aparición del cáncer se encuentran:
La muerte provocada por las células cancerosas se debe a una muerte nutritiva gradual, debido a la falta de nutrientes provocado por el robo de nutrientes que las células cancerosas provocan debido a que hay un amento muy grande células cancerosas que necesitan nutrientes y al ser una cantidad mayor dejan sin nutrientes a las células sanas.
Para comprender las funciones del organismo se necesita conocer la estructura y función de las células, las cuales contienen el código hereditario el cual permite realizar copias.
En una célula típica vista a través de un microscopio óptico se puede identificar sus dos partes más importantes, el núcleo y el citoplasma.
El resto de sustancias que forman a la célula se le conoce
como protoplasma las cuales son:
Agua: se encuentra en una cantidad de 70- 85 %, con excepción en los adipocitos, los componentes químicos pueden encontrarse disueltos en el o estar como micro partículas solidadas flotantes.
Iones: son los elementos químicos inorgánicos los cuales permiten realizar funciones celulares, entre los de mayor cantidad se encuentran potasio, el magnesio, el fosfato, el sulfato, el bicarbonato y de menor cantidad se encuentra el sodio, cloruro y calcio.
Proteínas: son las segundas sustancias más importantes y abundantes de la célula, con una masa celular del 10-20% total, se encuentran de dos tipos:
Lípidos: los lípidos se encuentran en una cantidad el 2% siento en caso de los adipocitos en una cantidad del 95%, las dos formas más comunes de encontrarlos en fosfolípidos y colesterol, pero también en forma de triglicéridos conocidos como grasas neutras.
Hidratos de carbono: la cantidad de hidratos de carbono en las células es de 1%, hasta 3% en células musculares y de 6% en los hepatocitos debido a la posibilidad de obtención del líquido extracelular.
Estructura física de la membrana:
La célula cuenta con orgánulos intracelulares con sus funciones respectivamente. La célula no se encuentra al descubierto u algún orgánulo, si no estos se encuentran cubiertos por una membrana la cual puede ser: membrana celular, membrana nuclear, membrana del retículo endoplásmico y las membranas de las mitocondria, los lisosomas y el aparato de Golgi.
La membrana celular o llamada membrana plasmática cuenta con un grosor de 7.5-10 nm, se encuentra compuesta por un:
55% de proteínas
25% de fosfolípidos
13% de colesterol
4% de otros lípidos
3% de hidratos de carbono
Es una membrana lipídica formada por:
Fosfolípidos: Donde la parte hidrófoba está compuesta por la porción de ácidos grasos y el extremo hidrófilo por el fosfato, como la parte hidrófoba tiende a repeler el agua estas se unen entre sí en la parte media de la membrana, donde permiten el paso a sustancias ciertas sustancias hidrosolubles como oxígeno, dióxido de carbono y alcohol y repele a sustancias como iones, glucosa y urea.
Esfingolípidos: formados por la esfingosina (amino alcohol) se encuentra en pequeñas cantidades principalmente en células nerviosas, entre sus funciones está el de protección frente a factores perniciosos, mandar señales y la adhesión a proteínas extracelulares.
Colesterol: las moléculas de colesterol se encuentran distribuidas por toda la membrana y esta se encarga de la permeabilidad a su vez de la fluidez de la membrana.
Proteínas integrales y proteínas periféricas:
Las proteínas integrales protruyen toda la membrana, mientras que las periféricas solamente se unen a la superficie de la membrana y no sobresalen a la superficie.Las proteínas integrales pueden formar canales estructurales(poros donde principalmente sustacias hidrosolubles pueden atravesar a la membrana,algunas actúan como proteínas transportadoras y algunas otras como enzimas, también pueden actuar como receptores de informacion y ser a la vez segundos mensajeros, y la proteínas periféricas se unen a las proteínas integrales para actuar como reguladores de estas.
Hidratos de carbono de la membrana: glucocaliz
Los hidratos se encuentran en la membrana de dos maneras como Glucolipidos y glucoproteínas (uniones de hidratos de carbono a núcleos proteínas pequeñas), el lado gluco queda por dentro de la pared celular y los hidratos de carbono en la parte externa formando el glucocaliz, el cual tiene las funciones de:
EL CITOPLASMA Y SUS ORGANULOS:
El líquido gelatinoso dentro del citoplasma se denomina CITOSOL contiene principalmente proteínas, glucosa y electrolitos disueltos.
En el citoplasma se encuentran vesículas secretoras, grasa
neutra, glucógeno, ribosomas y cinco orgánulos principales:
Retículo endoplásmico
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Lisosomas
Peroxisomas
RETICULO ENDOPLASMICO:
Ayuda a procesar las moléculas que han sido formados por la célula
y transpórtalas a sus destinos dentro o fuera de esta, también está formada por
una membrana lipídica. Dado a la gran superficie y la unión de muchos sistemas enzimáticos
dan lugar a la maquinaria responsable de las funciones metabólicas de la célula.
Cuando el retículo se encuentra conformado por ribosomas se denomina retículo endoplásmico rugoso, las cuales se encuentran formadas de una mezcla de ARN y proteínas. Cuando el retículo se encuentra sin estos ribosomas se denomina retículo endoplásmico a granular o liso el cual se encarga de la formación de lípidos y es promovido por enzimas reticulares.
APARATO DE GOLGI:
Ayuda a procesar las moléculas que han sido formados por la célula
y transpórtalas a sus destinos dentro o fuera de esta, también está formada por
una membrana lipídica. Dado a la gran superficie y la unión de muchos sistemas enzimáticos
dan lugar a la maquinaria responsable de las funciones metabólicas de la célula.
Cuando el retículo se encuentra conformado por ribosomas se denomina retículo endoplásmico rugoso, las cuales se encuentran formadas de una mezcla de ARN y proteínas. Cuando el retículo se encuentra sin estos ribosomas se denomina retículo endoplásmico a granular o liso el cual se encarga de la formación de lípidos y es promovido por enzimas reticulares.
LISOSOMAS
Constituye el aparato digestivo celular, que permite
digerir: estructuras celulares dañadas, alimentos digeridos y sustancias no
deseadas. Contiene hidrolasa que ayudan a la hidrolizarían de los compuestos
para ser usados en compuestos más pequeños y de fácil difusión.
PEROXISOMAS:
Son similares a los lisosomas con la diferencia que no
provienen del aparato de Golgi, si no directamente del retículo endoplásmico,
contienen oxidasa logran unir el oxígeno con el hidrogeno para formar peróxido el
cual ayuda a oxidar sustancias que de lo contrario serian venenosas para la célula.
VESICULAS SECRETORAS:
Son formadas en el sistema retículo endoplasmatico- aparato de Golgi, y pueden ser almacenadas y liberadas en el momento necesario.
MITOCONDRIAS:
Se conocen como los
centros neurálgicos de la célula. Se encuentran en mayor cantidad en células que
requieren cantidades elevadas de energía y en menor en células con menor gasto
de energía, se presentan en diferentes formas, pero con una estructura similar
la cual consta de una membrana de bicapa lipídica-proteica una membrana interna
y una membrana externa.
En la parte interna de la mitocondria ase encuentras unos compartimentos o túbulos llamados crestas lugar donde se unen las enzimas oxidativas, también contiene una matriz que el cual se lleva acabo los procesos químicos como la transformación de los nutrientes en la energía necesaria para la célula como lo es el ATP (trifosfato de adenosina) y la formación de dióxido de carbono y agua. También contiene su propio ADN lo cual permite que se puedan duplicar las mitocondrias dependiendo de la cantidad de energía necesaria.
Citoesqueleto celular: estructuras filamentosas y tubulares
El Citoesqueleto celular da la forma de la célula, permite
su división, movimiento, y dirige una especie de ruta para los orgánulos. Está formado
por una red de proteínas fibrilares organizados en filamentos o túbulos, todas
aquellas células que usan un filamento especial proveniente de polímeros de la
tubulina formas mircrotubulos, de los cuales se encuentra el flagelo del
espermatozoide, el esqueleto del cilio, centriolos y el huso mitótico.
NUCLEO: Es el centro de control de la célula, por lo cual indica cuando crecer, reproducirse o morir. En él se encuentra el ADN el cual se encarga de la replicación de la célula por medio de la mitosis en el que aporta un par de genes a las células hijas.
MEMBRANA:
También conocida como cubierta nuclear, es una membrana
bicapa separadas, la parte externa es a continuación del retículo endoplásmico,
contiene una gran cantidad de poros los cuales permite el paso de moléculas con
peso molecular elevado.
NUCLEOLOS Y FORMACION DE RIBOSOMAS:
Dentro de los núcleos se encuentran los nucléolos los cuales están formados por ARN los cuales son formados a través del ADN que sintetiza ARN que cierta cantidad es liberado del núcleo a través de los poros y otra cantidad queda a almacenado en los nucléolos. El ARN liberado da lugar a la formación de ribosomas maduras.
COMPARACIÓN ENTRE LA CÉLULA ANIMAL Y LAS FORMAS DE VIDA PRE CELULARES:
SISTEMAS FUNCIONALES DE LA CELULA:
Regresión de los tejidos y autolisis de las células dañadas:
Los lisosomas se encargan de regresar a los tejidos en su
tamaño original, por ejemplo, el útero después del parto, también cumplen la función
de eliminación de las partes dañadas de la célula, por medio de las hidrolasas,
cuando el daño es pequeño se encargan de eliminar esa parte de la célula y en
caso de que el daño sea mayor programa un muerte celular(autolisis),debiendo
antes haber reproducido a la célula, también tiene como función el destruir las
bacterias de la fagocitosis o pinocitosis antes de que generen un daño a la célula
por medio de:
La lisozima, que disuelve la membrana celular bacteriana
La lisoferrina, que se une al hierro y a otras sustancias
antes de que puedan promover el crecimiento bacteriano y
Medio ácido, con un PH en torno a 5, que activa
las hidrolasas e inactiva los sistemas metabólicos bacterianos.
También realizan un proceso llamado autofagia el cual significa comerse a sí mismo, los orgánulos tienen un tiempo de vida medio y cuando este concluye se transportan por autofagosomas hacia los lisosomas para ser digeridos y que los residuos sean utilizados por las células, las mitocondrias en las células hepáticas tienen un promedio de vida de 10 días. Síntesis de estructuras celulares en el retículo endoplásmico y el aparato de Golgi.
FUNCIONES ESPECIFICAS DEL RETICULO ENDOPLASMICO:
Funciones específicas del aparato de Golgi
Entre sus funciones se encuentran el de procesar aun mas los
productos del retículo endoplásmico pero también la formación de polímeros
como:
ACIDO HIALURONICO
SULFATO DE CONDROITINA
Son los principales
componentes de los proteoglucanos segregados en el moco y en otras secreciones glandulares
Son los componentes
principales de la sustancia fundamental, o
componentes no fibrosos de la matriz
extracelular, que está fuera de las células en los espacios intersticiales, actuando como rellenos entre las fibras de colágeno y las células
Son los componentes principales de la matriz
orgánica en el cartílago y en el hueso,
Son importantes en numerosas actividades celulares como la migración y la proliferación
TIPOS DE VESICULAS FORMADAS EN EL APARATO DE GOLGI :
En las células que cumplen funciones excretoras, el aparato de Golgi crea más vesículas excretoras las cuales se desplazan a la pared celular para ser expulsadas por medio de la exostosis, algunas otras se mantienen dentro de la célula ya que cumplen una función intracelular, el cual es la regeneración de la membrana celular debido al proceso de pinocitosis o fagocitosis y de las membranas del resto de los orgánulos.
LAS MITOCONDRIAS EXTRAE ENERGIA DE LOS NUTRIENTES:
En los alimentos se encuentran los nutrimentos esenciales
los que la mitocondria aprovecha y convierte en energía, en este proceso
convierte a la glucosa, ácidos grasos y aminoácidos en energía, la mayoría de
los procesos oxidativos se llevan a cabo en la mitocondria y el producto a
liberar es el ATP.
El ATP está compuesto por:
La base nitrogenada
adenina
El azúcar pentosa ribosa
Tres radicales fosfatos.
Se dice que el ATP es la moneda energética de las células debido a que se puede gastar, pero al mismo tipo convertir a su estado normal, ya que al realiza un gasto el ATP se convierte en ADP, pero al unirse con un grupo fosfato nuevamente este regresa a su estado original de ATP.
Por medio del ácido pirúvico que se encuentra en citoplasma se obtiene solamente el 5% del ATP total en comparación con el 95% de ATP generado en la mitocondria por medio de la desintegración del ácido pirúvico en acetil coenzima A que a su vez se desintegra en átomos de hidrogeno y dióxido de carbono(elimina a través de los pulmones), los átomos de hidrogeno son separados quedando como iones de hidrogeno que al unirse con el oxígeno crean grandes cantidades de anergia que concierte al ADP en ATP.
El ATP se utiliza principalmente para:
Transporte de sustancias a través de múltiples membranas en la célula
Síntesis de compuestos
químicos a través de la célula
Trabajo mecánico
El transporte a través de la membrana
es tan importante que el túbulo renal consume el 80% del ATP
Se dice que el ATP es la fuente de energía que se puede obtener de manera rápida y en cantidades grandes siempre que se cuente con ellas, y el proceso de sustitución es tardado pero se pude obtener de los hidratos de carbono, ácidos grasos y proteínas donde la mayor cantidad se obtiene de la mitocondria.
LOCOMOCION DE LAS CELULAS:
MOVIMIENTO AMEBIANO:
Este tipo de movimiento se realiza
en relación con el entorno celular con a formación de seudópodos que se anclan
a una parte lejana a su punto de origen permitiendo que se desplace y tirando
del resto de la célula.
Ocurre cuando la membrana celular
se protruye formando un seudópodo y en la parte posterior se forman vesículas de
endocitosis para formar la membrana utilizada en la parte anterior de la célula,
los seudópodos de anclan hacia otro lado por medio de las proteínas de
receptor.
El segundo efecto producido por
este movimiento es a través del uso de la actina la cual, al estar en contacto
con otra proteína como la miosina, el seudópodo tira de ellos permitiendo su desplazamiento,
en esta situación se realiza el gasto de mucho ATP.
Las células más frecuentes que presentan movimiento amebiano son: los leucocitos, células en determinadas situaciones como fibroblastos y células germinales de la piel. El movimiento amebiano se produce por medio de la quimio taxia ya que se desplazan al lugar con proceso quimio táctico es decir se desplazan del lugar con menos concentración a al de más. Llamado quimio taxis positiva o de manera contraria la quimio taxis negativa.
MOVIMIENTO CILIAR:
Es un tipo de movimiento en forma
de látigo, el cual transporta el líquido de manera anterógrada, realizando
entre 10 a 20 golpes por segundos. Se conoce que la estructura ciliar está
compuesta de 9 túbulos dobles ubicados en la periferia y 2 simples en la parte central,
los cuales están unidos por medio de enlaces reticulares proteicos que en su
conjunto conforman el axonema.
Un golpe ciliar se presenta de
manera rápida con un dobles brusco en el punto que se proyecta desde la
superficie celular y después vuelve lentamente a su posición original.
Se encuentran anclados a la
membrana basal, lo que forma el cuerpo basal del cilio, son muy similares a los
flagelos con la diferencia del tipo de movimiento ya que estos realizan un
movimiento con sondas cuasi-sinusoidal.
Este tipo de movimiento se
utilizan principalmente en las vías respiratorias y en la parte interna de la
trompas uterinas (trompas de Falopio), Un golpe ciliar se presenta de manera rápida
con un dobles brusco en el punto que se proyecta desde la superficie celular y después
vuelve lentamente a su posición original, debido al tipo de movimiento realizado
se desplaza de manera eficaz los líquidos de una parte a otra en la superficie.
Se conoce que aun eliminando la
membrana y destruir los elementos del cilio entre ellos el axonema estos podrían
seguir batiendo, pero bajo:
La disponibilidad de ATP
Condiciones iónicas apropiadas
Durante el movimiento ciliar se conoce que los túbulos dobles del borde ciliar se desplazan hacia la punta mientras que los del borde posterior se mantienen estáticos, los cilios de algunas células tienen alteraciones genéticas por lo que los túbulos centrales no se encuentran presentes por lo que estos tipos de cilios no presentan movimiento alguno por lo que se cree que transmiten alguna señal electroquímica.
ORGANIZACION FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO Y CONTROL DEL MEDIO INTERNO
La fisiología humana explica la función de los seres vivos (características específicas y mecanismos).
La célula es la unidad básica de la vida, estas se mantienen unidas entre sí mediante estructuras de soporte intercelulares, el cuerpo humano se encuentra integrado en torno a 100 billones de células, las cuales tienen como características principales :
Liberar energía a través de la desintegración de los hidratos de carbono, grasa y proteínas.
Se pueden reproducir
Se encuentran bañadas en el líquido extracelular (medio interno del organismo)
Se considera que el 60% del cuerpo es liquido de la cual una tercera parte es liquido extracelular, y se encuentra en los espacios exteriores a las células, se está en movimiento constante por todo el cuerpo y se transporta rápidamente en la sangre circulante para mezclarse después entre la sangre y los líquidos tisulares por difusión a través de las paredes capilares. El cual contiene iones (de sodio, cloruro y bicarbonato), nutrientes (Oxigeno, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos) y algunos desechos (dióxido de carbono).
HOMEOSTASIS:
Walter Cannon en 1929 nombra al homeostasis como el mantenimiento de unas condiciones casi constantes del medio interno. Tanto nutrientes, iones, productos de desechos y otros componentes se mantienen dentro de un intervalo de valores, nunca en valores fijos (el intervalo de valores del hidrogeno es menor en comparación con los de sodio los cuales tienen un intervalo de valor mayor).
Se considera a la enfermedad como la ruptura del proceso homeostático
sin embargo aún frente a una enfermedad estos procesos siguen actuando, lo que
conlleva a crear compensaciones las cuales afectan al momento de encontrar la
causa principal de la enfermedad.
Al mismo tiempo del transporte del líquido extracelular se realiza el intercambio de componentes entre el plasma sanguíneo y el líquido intersticial lo que mantiene la homogeneidad del líquido extracelular.
Origen de los nutrientes en el líquido extracelular y su expulsión:
Aparato respiratorio: La sangre que pasa atreves de los pulmones obtiene el oxígeno necesario para las células y a su vez libera el dióxido de carbono, el cual se considera el producto más abundante del proceso metabólico.
Aparato digestivo: La sangre también pasa a través del estómago la cual obtiene nutrientes (hidratos de carbono, grasas y proteínas), el material no digerido que entra en le aparto digestivo se eliminan en las heces.
Hígado y otros órganos que realizan funciones metabólicas: Debido a que no todo lo absorbido en el estómago es funcional para las células el hígado se encarga de cambiar la composición química de estos y hacerla funcional, entre los cuales se encuentran los fármacos y los productos químicos que se ingieren los cuales son eliminados en gran cantidad a través de la bilis para su eliminación en las heces.
Los adipocitos, tejidos corporales, mucosa digestiva, riñones (se eliminan residuos como la urea, el ácido úrico, exceso de iones y el agua de los alimentos, y a su vez absorbe sustancias que el cuerpo necesita como glucosa, aminoácidos, etc.) y glándulas endocrinas realizan el proceso de modificación y de almacenamiento.
Aparato locomotor: a través del desplazamiento nosotros podemos movernos y obtener los alimentos con los nutrientes necesarios.
PROTECCION DEL CUERPO:
Regulación del oxigeno y dióxido de carbono:
El oxígeno al ser una de las principales sustancias de las células debe de ser regulado de manera adecuada, por ello la hemoglobina se encarga de la función amortiguadora de oxigeno la cual regula la liberación de oxigeno de la sangre en los tejidos, en caso de haber una cantidad elevada y gracias a su propia afinidad al oxigeno evita la liberación de este, en caso contrario cuando existe un nivel de oxigeno bajo permite la liberación de este y su correcto equilibrio, en el caso del dióxido de carbono al ser un residuo debe ser liberado por ello cuando la cantidad es elevada se espira por medio de la respiración profunda y rápida.
A través de una retroalimentación negativa los barorreceptores informan al bulbo raquídeo de una anormalidad en la presión arterial y realiza una comparación en los valores, y realizar una acción que normalice el error presentado.
Valores normales del liquido extracelular:
RETROALIMENTACION NEGATIVA:
Si algún factor se vuelve excesivo o deficiente, un sistema de control inicia una retroalimentación negativa que consiste en una serie de cambios que devuelven ese factor hacia un determinado valor medio, con lo que se mantiene la homeostasis.
Ganancia de un sistema de control:
El grado de eficacia con el que un sistema de control mantiene las condiciones constantes está determinado por la ganancia de la retroalimentación negativa.
Retroalimentación positiva:
Se puede considerar a la retroalimentación positiva como un círculo vicioso debido a que incrementa la intensidad de las acciones que en cierto punto pueden ser mortales y en algunos otros son beneficiosos como en el caso del parto y de la coagulación sanguínea en una herida, no se puede considerar el proceso de la retroalimentación positiva como un trabajo en solitario ya que funciona en conjunto con la retroalimentación negativa, manteniendo al cuerpo en un estado de estabilidad.
Control adaptativo:
Existen situaciones en las que las acciones se tienen que realizar en un tiempo muy rápido por lo que las señales no logran llegar al cerebro y regresar a su vez, por lo que se realizan acciones rápidas las cuales en un momento posterior se analiza para saber si es una acción adecuado en caso contrario se realza una modificación para una futura situación que se necesite, en caso de que este proceso siga ocurriendo el control toma el nombre de control adaptativo, que no resulta ser más que una retroalimentación negativa tardía.
This is the first post on my new blog. I’m just getting this new blog going, so stay tuned for more. Subscribe below to get notified when I post new updates.
Blog de Fabiola Gómez 