La membrana celular está compuesta principalmente por una bicapa lipídica y proteínas. La bicapa lipídica está formada por moléculas de fosfolípidos con cabezas polares e hidrofóbicas que forman una barrera semipermeable. Existen diferentes mecanismos de transporte a través de la membrana, como la difusión pasiva, el transporte activo que requiere energía, y el transporte en masa para macromoléculas.

1. Neurofisiología - Membrana BASES BIOLÓGICAS DE LA ACTIVIDAD PSÍQUICA Dr. Leonardo H. Hernandez

2. La estructura de una membrana celular/membrana plasmatica Tambien llamada plasmalema Estructura delgada, flexible, muy elastica de solo 7.5 a 10 nm de grosor. semipermeable Compuesta de una bicapa lipidica y proteinas asociadas Envuelve a la celula ayuda a mantener su integridad estructural y funcional Componente sensorial reconoce otras celulas y macromoleculas Exhibe una estructura trilaminar llamada La unidad de membrana

3. Estructura de las Membranas Overton, (1902), composición correspondía al de una delgada capa lipídica; posteriormente se agregó a esta propuesta la que sostenía que en la composición también intervenían proteínas. Danielli y Davson (1935) proponiendo que la membrana plasmática estaba formaba por una "bicapa lipídica" con proteínas adheridas a ambas caras de la misma.

4. Modelo de Mosaico fluido (Singer S.J., y Nicolson, G.L. 1972) las membranas constan de una bicapa lipídica (una doble capa de lípidos) en la cual están inmersas diversas proteínas. La membrana es una estructura cuasi-fluida , en ella sus componentes pueden realizar movimientos de traslación dentro de la misma. Los lípidos constituyen aproximadamente el 50% de la masa de la mayoría de las membranas plasmáticas de las células animales, siendo casi todo el resto proteínas. La molécula primaria de la membrana celular es el fosfolípido , posee una "cabeza" polar ( hidrofílica ) y dos "colas" no polares ( hidrofóbicas ), son por tanto simultáneamente hidrofílicos e hidrofóbicos (anfipáticos). Los fosfolípidos en la membrana se disponen en una bicapa con sus colas hidrofóbicas dirigidas hacia el interior, quedando de esta manera entre las cabezas hidrofílicas que delimitan la superficie externa e interna de la membrana. El espesor de la membrana es de alrededor de 7 nanómetros.

5. Esquema del modelo fluido de membrana Bicapa de fosfolípidos) Lado externo de la membrana Lado interno de la membrana Proteína intrínseca de la membrana Proteína canal iónico de la membrana Glicoproteína Moléculas de fosfolípidos organizadas en bicapa Moléculas de colesterol Cadenas de carbohidratos Glicolípidos Región polar (hidrofílica) de la molécula de fosfolípido Región hidrofóbica de la molécula de fosfolípido

6. El colesterol es otro componente importante de la membrana. Se encuentra embebido en el área hidrofóbica de la misma, su presencia contribuye a la estabilidad de la membrana al interaccionar con las "colas" de la bicapa lipídica y contribuye a su fluidez evitando que las "colas" se "empaqueten" y vuelvan mas rígida la membrana (este efecto se observa sobre todo a baja temperatura). Las proteínas pueden estar suspendidas en la membrana, con sus regiones hidrofóbicas insertadas en ella y con las hidrofílicas que sobresalen (" stick out ") hacia el exterior e interior de la célula. Diversas experiencias sugieren que estas proteínas no están fijas en un lugar de la membrana, sino que están relativamente libres para desplazarse lateralmente, por lo cual se originó el concepto de mosaico fluido .

7. Proteinas de membrana de acuerdo a como se encuentran en la membrana, comprendidas en dos categorías: integrales : estas proteínas tienen uno o mas segmentos que atraviesan la bicapa lipídica periféricas : estas proteínas no tienen segmentos incluidos en la bicapa, interaccionan con las cabezas polares o bien con las proteínas integrales La superficie externa de la membrana tiende a ser rica en glicolípidos que tienen su colas hidrofóbicas embebidas en la región hidrofóbica de la membrana y sus cabezas hacia el exterior de la célula. Ellos, junto a con los hidratos de carbono pegados a las proteínas ( glicoproteínas ), intervienen en el reconocimiento de lo propio de un organismo.

8. Mecanismos de Transporte de la Membrana Celular. La célula se encuentra bañada constantemente por un liquido denominado intersticial que procede de la sangre y esta compuesto por aminoácidos, azucares, ácidos grasos vitaminas, sustancias reguladoras, como hormonas y neurotransmisores, sales y productos de desecho. La célula debe ser capaz de extraer las cantidades específicas de todas aquellas sustancias que necesite en el momento adecuado y rechazar el resto. La membrana celular es una barrera selectiva, es decir muestra una permeabilidad diferencial, por lo que permite el paso de algunas sustancias mientras que excluye el de otras.

9. Procesos de transporte Pasivo Cuando las sustancias atraviesan la membrana plasmática sin ningún gasto de energía por parte de la célula dependen del proceso de difusión  la tendencia de una molécula o ion para distribuirse uniformemente por todo el volumen. El efecto general de este movimiento es que las moléculas se mueven desde las zonas de una mayor concentración hacia zonas donde la concentración es menor. Por ellos las moléculas difunden a favor de gradientes de concentración o gradiente químico (C1 – C2). A mayor diferencia de gradientes de concentración entre dos zonas más rápida será la difusión neta de las partículas. podría difundirse pasivamente a través de ella siempre que sea liposoluble y no este cargado eléctricamente y sea pequeña, mecanismo conocido como difusión simple y cuando es ayudado por una molécula transportadora se le llama difusión facilitada.

14. Procesos Activos Cuando la célula debe suministrar la energía metabólica (ATP), necesaria para que las sustancias sean conducidas al otro lado de la membrana: La sustancia que atraviesan la membrana por un medio activo son incapaces de pasar en la dirección necesaria por ningún tipo de proceso pasivo Por su tamaño excesivo para atravesar los poros, Por la incapacidad de disolverse en el medio bilipidico de la membrana. Por verse sean obligadas a moverse en contra de gradiente de concentración. Entre las sustancias que se transporte activamente, Iones sodio, potasio, calcio, cloro, hidrogeno, yodo, algunos carbohidratos y aminoácidos. Existen varios tipos de transporte activo: Transporte activo Primario. Transporte activo secundario Transporte en masa.

15. Transporte activo Primario Parecido a la difusión facilitada (requieren proteínas transportadoras de membrana que se combinan espeficicamente y reversiblemente con la sustancia transportadora). Se realiza por transportadores proteicos o bombas de soluto, lo hacen en contra de los gradientes de concentración de los solutos. requiere energía del ATP transportador proteico una vez energizado cambia su conformación de modo que mueve el soluto unido a el cruzando la membrana. permite que las células capten nutrientes que son incapaces de pasar por otros medios. aminoácidos que son insolubles en la bicapa lipidica La capacidad de las células para almacenar internamente iones diferentes al del liquido Extracelular (LEC) dada por la bombas de membrana .

17. Transporte activo secundario Utiliza la energía para establecer un gradiente a través de la membrana celular, y luego utiliza ese gradiente para transportar una molécula de interés contra su gradiente de concentración. Son incluidos los procesos de: a.- Co transporte. b.- Contratransporte.

19. Transporte en Masa .- empleado por las grandes partículas y macromoléculas para atravesar la membrana plasmática necesitan energía que provienen del ATP diferentes tipos a.-Exocitosis: b.-Endocitosis .