Estructura y Funciones: Membrana Celular y Matriz Extracelular

Membrana Celular o Plasmática

• Grosor: El grosor de la membrana plasmática es de 7,5 a 10 nanómetros.
• Composición: Se compone casi completamente de lípidos (fosfolípidos, colesterol) y proteínas. También presenta azúcares (glucolípidos, glucoproteínas).
• Orientación de los Fosfolípidos: La cabeza hidrofílica (afín al agua) se ubica hacia el exterior y el interior acuoso de la célula, mientras que las colas hidrofóbicas (repelen el agua) se orientan hacia el interior de la bicapa lipídica.
• Tipos de Proteínas de Membrana:
  • Integrales o Transmembrana: Atraviesan total o parcialmente la bicapa lipídica.
  • Periféricas: Se asocian a la superficie interna o externa de la membrana, sin penetrar en la bicapa.
• Funciones de las Proteínas de Membrana: Incluyen el transporte de sustancias. Las proteínas facilitadoras participan en el transporte pasivo, y los canales iónicos permiten y regulan el paso selectivo de iones según su tamaño y carga eléctrica.
• Transporte Pasivo:
  • No requiere el consumo de energía metabólica (ATP).
  • El movimiento de las sustancias ocurre a favor de su gradiente de concentración (de mayor a menor concentración).
  • Mecanismos: Difusión simple, Ósmosis (difusión de agua) y Difusión facilitada (mediada por proteínas).
• Osmorregulación: Es el control del balance hídrico entre la célula y su entorno, un proceso esencial para los organismos vivos.
• Transporte Activo:
  • La célula utiliza energía, generalmente en forma de ATP.
  • Una proteína transportadora (bomba) mueve activamente un soluto específico a través de la membrana, usualmente en contra de su gradiente de concentración.
• Tipos de Endocitosis (Transporte en Masa hacia el interior): Fagocitosis (ingesta de partículas grandes), Pinocitosis (ingesta de fluidos y solutos disueltos) y Endocitosis mediada por receptores (ingesta selectiva de moléculas específicas).
• Bomba de Sodio-Potasio (Na⁺/K⁺-ATPasa):
  • Es una proteína de transporte activo presente en las membranas plasmáticas de todas las células animales.
  • Objetivo: Expulsar iones sodio (Na⁺) fuera de la célula e introducir iones potasio (K⁺) en el citoplasma, manteniendo los gradientes iónicos esenciales.
• Factores que influyen en la Permeabilidad de la Membrana:
  • Solubilidad en lípidos: Las moléculas liposolubles cruzan más fácilmente.
  • Tamaño: Moléculas pequeñas cruzan más fácilmente que las grandes.
  • Carga eléctrica: La membrana es menos permeable a los iones debido a su carga.

Matriz Extracelular (MEC)

• Definición: Es el conjunto complejo de macromoléculas (proteínas y polisacáridos) secretadas por las células, que forman una red en el espacio intercelular de un tejido.
• Componentes Principales:
  • Proteínas Estructurales: Proporcionan resistencia y elasticidad (ej. Colágeno, Elastina, Fibrilina).
  • Proteínas Especializadas (Adhesivas): Permiten la unión entre células y la MEC (ej. Fibronectina, Laminina).
  • Proteoglucanos: Moléculas muy hidratadas que forman un gel, compuestas por una proteína central a la que se unen covalentemente largos polisacáridos llamados Glucosaminoglucanos (GAGs).
• Proteínas Estructurales Comunes: Colágeno (la proteína más abundante, proporciona resistencia a la tensión), Elastina (proporciona elasticidad) y Fibrilina (componente de microfibrillas elásticas).
• Proteínas Especializadas Comunes: Fibronectina (importante en la adhesión celular y migración) y Laminina (componente principal de la lámina basal).
• Aminoácidos Clave en el Colágeno: Abundante en Glicina, Prolina e Hidroxiprolina/Hidroxilisina (formas modificadas de prolina y lisina).
• Síntesis de Componentes de la MEC: Ocurre principalmente en células como los fibroblastos (en tejido conectivo), condrocitos (cartílago), osteoblastos (hueso), etc.
• Clasificación de Receptores Celulares:
  • Receptores de Superficie Celular (Extracelulares): Se unen a ligandos en el exterior celular (ej. receptores para hormonas peptídicas, factores de crecimiento, componentes de la MEC como las Integrinas).
  • Receptores Intracelulares: Se encuentran en el citoplasma o en el núcleo y se unen a ligandos liposolubles que pueden cruzar la membrana (ej. receptores para hormonas esteroideas).
• Ubicación de Receptores Intracelulares: Se encuentran libres en el citoplasma o dentro del núcleo celular.
• Integrinas: Son una familia clave de glucoproteínas transmembrana que actúan como los principales receptores de la célula para la MEC. Reconocen secuencias específicas en proteínas de la MEC (como la secuencia RGD: Arginina-Glicina-Aspartato en la fibronectina) y son cruciales para la fijación celular y la comunicación entre la célula y su entorno.
• Glucosaminoglucanos (GAGs): Son largos polisacáridos lineales, no ramificados, compuestos por unidades repetitivas de disacáridos. Son altamente hidrofílicos.
• Proteoglucanos: Son macromoléculas formadas por una proteína central a la cual se unen covalentemente una o más cadenas de GAGs.
• Importancia de la Laminina: Es una proteína esencial de la lámina basal, una capa especializada de la MEC subyacente a los epitelios y alrededor de algunas células.
• Azúcares Comunes en los GAGs: Las unidades de disacárido suelen contener un aminoazúcar (como N-acetilglucosamina o N-acetilgalactosamina) y un ácido urónico (como el ácido glucurónico).
• Funciones de la Matriz Extracelular:
  • Soporte estructural: Rellena los espacios entre las células y organiza los tejidos.
  • Resistencia mecánica: Permite a los tejidos resistir fuerzas de compresión y estiramiento.
  • Adhesión celular: Ancla las células en su lugar.
  • Migración celular: Proporciona rutas para el movimiento celular durante el desarrollo y la reparación.
  • Regulación celular: Influye en la proliferación, diferenciación y supervivencia celular.
  • Regeneración de tejidos.
• Proteínas Importantes en la Adhesión Célula-Célula y Célula-MEC: Cadherinas (adhesión célula-célula), Selectinas (adhesión célula-célula, a menudo transitoria) e Integrinas (adhesión célula-MEC y célula-célula).