Fundamentos de Biología Celular: Membrana, Lisosomas y Matriz Extracelular

Funciones Biológicas de la Membrana Plasmática

La membrana citoplasmática actúa como un filtro selectivo bidireccional. Las membranas actúan como una barrera semipermeable permitiendo el paso, de forma selectiva y mediante diversos mecanismos, de determinadas sustancias a favor o en contra de un gradiente de concentración osmótico o eléctrico.

Principales Funciones de la Membrana

• Comunicación: Reconocimiento de la información de origen extracelular y transmisión al medio intracelular.
• Transporte: Regulan el transporte de pequeñas y grandes moléculas permitiendo el intercambio de sustancias hacia adentro o hacia afuera de la célula u orgánulo.

Mecanismos de Transporte

1. Difusión simple a través de la bicapa.
2. Difusión a través de canales.
3. Difusión facilitada por carrier.
4. Transporte activo.

• Uniones Celulares: Reconocimiento y adhesividad celular.

Los Lisosomas: Centros de Digestión Celular

En el citoplasma de las células animales se hallan dispersos pequeños sacos de enzimas digestivas denominados lisosomas. Las enzimas de estos orgánulos degradan moléculas complejas (incluyendo lípidos, proteínas, carbohidratos y ácidos nucleicos), originados dentro y fuera de la célula. En los lisosomas se identifican cerca de 40 enzimas diferentes, todas hidrolasas que son activas a un pH de 4.6.

Procesos de Digestión

La digestión puede ser extracelular, cuando los lisosomas vierten al exterior las enzimas, o intracelular, cuando se unen a una vacuola con sustancias a digerir. Se pueden distinguir dos tipos:

• Lisosoma primario (1º): En su interior solo presentan enzimas digestivas.
• Lisosoma secundario (2º): Contiene sustancias a digerir, ya que anteriormente se ha unido a una vacuola con materia orgánica. Puede ser:
  • Vacuola digestiva o heterofágica: Si la materia a digerir procede del exterior por pinocitosis o fagocitosis.
  • Vacuola autofágica: Si la materia a digerir procede del interior (por ejemplo: orgánulos o moléculas) que son rodeados por membranas del Retículo Endoplasmático (R.E.).

Funciones de los Lisosomas

• Digestión celular mediante la que se incorporan nutrientes a la célula.
• Es un medio de defensa contra las infecciones microbianas. Ciertos leucocitos y otras células fagocitan, y posteriormente digieren en sus lisosomas, los microorganismos patógenos que se encuentran en nuestro medio interno.
• Fagocitosis de células propias que han degenerado.
• Limpieza realizada por los macrófagos, que barren de partículas extrañas los alvéolos pulmonares y otros tejidos.

La Matriz Extracelular

En los animales, es el medio donde se encuentran las células que forman los tejidos. En ellos no solo están las células, sino también sustancias y elementos intercelulares que, en conjunto, componen la llamada matriz extracelular.

Funciones de la Matriz Extracelular

• Rellenar el espacio existente entre las células, otorgando la capacidad de estiramiento y compresión a los tejidos.
• Mantener unidas a las células formando tejidos, y a los tejidos formando órganos.
• Dar consistencia, elasticidad y resistencia a dichos tejidos.
• Proveer a diversas clases de células de "puntos fijos" donde aferrarse.
• Comportarse como una vía de comunicación, pues constituye el espacio por donde migran las células cuando se desplazan de un punto a otro del organismo.
• Constituir el medio por donde llegan los nutrientes y se eliminan los desechos celulares.
• Ser el medio por el cual llegan a las células las señales bioquímicas (por ejemplo: hormonas, citoquinas) provenientes de otras células.

El Centrosoma: Centro Organizador de Microtúbulos

Se distinguen dos tipos de centrosomas según el tipo de organismo:

Centrosomas con Centriolos

Presentes en células animales. Es una estructura sin membrana, presente en todas las células animales susceptibles de dividirse (salvo algunas excepciones, no existe en vegetales).

Estructura y Composición

Está formado por un cuerpo central con dos centriolos perpendiculares, denominado diplosoma, rodeado por el material pericentriolar (denso y amorfo bajo el microscopio electrónico). A partir del material pericentriolar irradian microtúbulos citoplasmáticos en todas las direcciones, estructura denominada áster.

Centrosomas sin Centriolos

Presentes en células vegetales y hongos. Forman un huso acromático y, cuando participan en el reparto de los cromosomas, se denominan casquetes polares.

Función del Centrosoma

Es el centro organizador de microtúbulos (COMT). De él derivan las estructuras formadas por microtúbulos, tales como el huso mitótico, los cilios y los flagelos.