1. ESTRUCTURA DE LA  En algunas células permite su motilidad
MEMBRANA CELULAR – mediante seudópodos o flagelos.
FUNDAMENTO PARA LA  Puede tener superficies especializadas en
absorción, secreción y/o movilización de
INTERRELACION CELULAR de las mismas.
MD. Martin Alonso Ruiz Orozco, Mg.
Salubrista Ocupacional – Docente Universitario
COMPOSICION DE LA MEMBRANA
PLASMATICA:
Después del desarrollo de la microscopía
Las células nos conforman anatómica y
electrónica (1950), al estudiar la membrana
funcionalmente, el diseño de su distribución
plasmática se propuso la teoría del “Mosaico
logra integrar sus funciones dentro de una
Fluido” cuando se demostró la disposición en
economía corporal que requiere de la
bicapa de los lípidos de la membrana y las
interacción de elementos humorales,
proteínas dispersas estratégicamente. En la
bioquímicos y mecánicos, los cuales, de
célula animal se compone en un 50% por
alguna manera deben relacionarse con la
lípidos y un 50% por proteínas; como las
barrera anatómica y funcional de cada célula
proteínas son mucho más voluminosas que
que es la membrana celular o membrana
los lípidos hay 50 moléculas de éstos por
plasmática. Su complejidad nos maravilla,
cada molécula de proteína.
pues conocerla es el fundamento para
conocer su función normal y comprender los
mecanismos del desarrollo de patología,
consecuentemente inferir la manera de
intervenir en las mismas. Dentro de la misma
célula existen otras membranas que aíslan en
el citoplasma organelos que permiten el
trabajo dentro de la misma.
Funciones de las membranas en la célula:
 Protección, ofrece puntos de anclaje para
los filamentos del cito-esqueleto.
 Regulación del transporte a través de los
espacios intracelulares (citoplasma y
núcleoplasma) y/o extracelular.
 Permiten la intercomunicación celular o
LIPIDOS DE LA MEMBRANA:
transducción de señales mediante la
El 75% de los lípidos son fosfolípidos, el 20%
fijación selectiva a elementos bioquímicos
es colesterol y el 5% son glucolípidos. Los
(hormonas o neurotransmisores) a través
fosfolípidos forman una bicapa que aísla al
de receptores.
agua intracelular de la extracelular, las cuales
 Permiten que el sistema inmunológico
difieren en los elementos disueltos en las
reconozca las células de un organismo.
mismas. En el ambiente extracelular
 Ofrecen la posibilidad de la
predomina el ión sodio, junto con el cloro y el
compartimentación de espacios dentro
calcio, intracelularmente predomina el
del citoplasma donde se pueden realizar
potasio en menor proporción lo cual
reacciones enzimáticas de una forma
garantiza la diferencia de cargas eléctricas en
estable, como por ejemplo la
ambos lados de la membrana celular, lo cual
“Respiración Celular”.
es fundamental para el comportamiento
 Permiten el paso de moléculas a través de
eléctrico del organismo. Este aislamiento es
canales transportadores a través de la
gracias al carácter amfipático de las
membrana plasmática.
moléculas de fosfolípidos, es decir por tener
 Puede generar diferentes mecanismos de
una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. La
transporte de macromoléculas a través de
cabeza está formada por el fosfato de un
su estructura.

2. Morfofisiología Humana
compuesto nitrogenado (colina o componentes de la mielina es el glucolípidos
etanolamina) y se relacionan bien con el agua, denominado galacto-cerebrósido.
por esta razón se ubican hacia las caras
externa e interna de la membrana. La cola El colesterol se encuentra solo en las células
está formada por ácidos grasos que repelen animales, donde se incluyen entre los
en agua y se entrelazan en el interior de la fosfolípidos mirando hacia cualquiera de las
membrana. dos caras de la membrana celular. Las
moléculas de colesterol le ofrecen una mayor
Hay cuatro tipos de fosfolípidos en la fortaleza a las membranas aunque
membrana celular: Fosfatidilcolina, disminuyen su flexibilidad.
Esfingomielina, Fosfatidilserina y
Fosfatidiletanolamina. La capa de
fosfolípidos es dinámica porque estos PROTEINAS DE MEMBRANA
componentes grasos resbalan de un lado para Estas se ubican estratégicamente entre la
otro e intercambian su sitio dentro de la bicapa lipídica y se clasifican en dos tipos:
misma capa, tanto que es capaz de auto- 1. Proteínas integrales: Atraviesan de
sellarse (al estilo de una cicatriz rápida) o cara a cara la membrana. La mayoría de
generar los procesos de acople de los éstas son glucoproteínas (tiene unidos
extremos de la membrana cuando se realiza monosacáridos), su carbohidrato siempre
la fagocitosis, la pinocitosis y la exocitosis. mira hacia la cara externa de la célula.
2. Proteínas periféricas: Miran solo
Cuando se presenta la lesión celular, son los hacia una cara, son fácilmente
fosfolípidos los que sirven de sustrato a la desprendibles de la membrana y no
fosfolipasa e inician su degradación, esta atraviesan la membrana celular.
enzima genera la aparición de metabolitos
del acido araquidónico (Prostaglandinas, Con relación a su funcionalidad, las proteínas
leucotrienos y tromboxanos), los cuales son pueden conformar estructuras como:
mediadores de los fenómenos inflamatorios 1. Canales: Son proteínas integrales
en los tejidos. Este mecanismo se debe (generalmente glucoproteínas) se
comprender a plenitud para poder intervenir comportan como poros por los que
en la enfermedad con los medicamentos pueden entrar o salir sustancias. Ejemplo:
antiinflamatorios. Canales de sodio, de calcio o de cloro.
2. Transportadoras: Éstas transforman
El componente graso de la cara interna y su forma para dar paso a determinados
externa de la membrana difieren en su productos. Ejemplo: Bomba de sodio-
composición esto depende de la ubicación de potasio.
las proteínas unidas a los fosfolípidos. Los 3. Receptores: Proteínas integrales que
glucolípidos se encuentran sólo en la cara logran acoplarse a otras bio-moléculas,
externa de la membrana, éstos son portadoras de mensajes a través de una
importantes para mantener la adhesión entre hormona o un neurotransmisor
las células, por lo tanto de los tejidos y (ligandos). Algunos nutrientes pueden
pueden contribuir a la comunicación ingresar al citoplasma mediante estas
(receptores) y reconocimiento (antígenos) proteínas.
entre células. Pueden ser el punto de anclaje 4. Enzimas: Pueden ser integrales o
de toxinas bacterianas. periféricas y son necesarias para
catalizar reacciones en la superficie de la
Las células de Schwan producen la mielina membrana. Ejemplo: Acción de la
como elemento aislante de las fibras (axones) fosfolipasa.
nerviosas, como elemento necesario para dar 5. Anclajes del cito-esqueleto: Son
especificidad a la conducción del impulso proteínas periféricas que miran hacia la
nervioso. Uno de los principales cara interna de la membrana y sirven
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3. Morfofisiología Humana
para fijar los filamentos del cito- interior de la célula predomina el K+ y
esqueleto. fosfatos orgánicos aniónicos. Esta situación
6. Marcadores de la identidad de la produce una diferencia de potencial eléctrico
célula: Son glucoproteínas y a través de la membrana (Potencial de
glucolípidos característicos de cada membrana), la cual se mide en voltios. El
individuo, sintetizados como voltaje en las células vivas es de -20 a -200
consecuencia de la función genética. mV (milivoltios), el signo negativo significa
Todas estas cadenas de carbohidratos que el interior es eléctricamente más negativo
periféricos conforman el llamado que el exterior.
glucocalix. Permiten identificar y
diferenciar las células propias y las 2. PERMEABILIDAD SELECTIVA
provenientes de otro organismo. La membrana plasmática regula la entrada y
Ejemplo: Los eritrocitos (glóbulos rojos) salida de materiales, propiedad denominada
tienen sus marcadores A y/o B o cuando permeabilidad selectiva. La membrana es
no lo tienen son O, éstos hacen que en permeable cuando permite fácilmente el paso
una transfusión sanguínea sólo se pueda de una sustancia, esta condición depende de
recibir el mismo grupo o el O. Éste los siguientes factores relacionados con las
ultimo puede transfundirse a cualquiera propiedades físico-químicas de la sustancia:
de los otros dos grupos, siempre y a. Lipo-solubilidad: Son moléculas
cuando tampoco tenga otro marcador hidrófobas, no polares, que penetran con
que se ha denominado la proteína Rh facilidad en la membrana debido a su bicapa
(Rh negativo). De este modo, el donante lipídica. Ejemplo: Anestésicos locales.
universal es el O negativo. b. Tamaño: Las moléculas no polares
pequeñas pueden pasar más fácilmente, al
En este último punto cabe describir lo que es contrario de las moléculas grandes.
un antígeno. Los antígenos son marcadores c. Carga: En condiciones normales las
celulares que pertenecen a un organismo y moléculas cargadas y los iones no pueden
ante el evento de llegar a otro organismo pasar a través de la membrana. El paso de
pueden generar una respuesta inmunológica, sustancias con carga pueden pasar por
es decir inducen a la producción de canales proteicos o con la ayuda de una
anticuerpos. En ocasiones el mismo proteína transportadora. Ejemplo: Canales
organismo logra desconocer sus propios iónicos y bomba de sodio-potasio.
antígenos y genera auto-anticuerpos, esto d. Canales: Son proteínas perforadas
sucede cuando se presentan las por donde pueden pasar sustancias polares o
enfermedades autoinmunes. Ejemplo: Lupus, cargadas eléctricamente que no atraviesan la
Fiebre reumatoidea. capa de fosfolípidos. Ejemplo: Canales de
Sodio, canales de Calcio.
FUNCION DE LA MEMBRANA: e. Transportadoras: Son proteínas que
Su función fundamental es la de proteger el se unen a la sustancia de un lado de la
interior de la célula frente al líquido membrana y la llevan del otro lado hacia
extracelular, el cual tiene una composición donde la liberan. En general, estos canales y
diferente al citoplasma. Además permite el proteínas transportadoras son altamente
transporte de nutrientes, iones, permite la selectivas permitiendo el paso a una única
intercomunicación con otras células a través sustancia. Ejemplo: Bomba de sodio-potasio.
de hormonas, neurotransmisores, enzimas o
anticuerpos.
1. GRADIENTE ELECTROQUIMICO
Es generado por la diferencia del número de
iones (partículas cargadas eléctricamente) en
el agua intra y extracelular. En el líquido
extracelular los iones más importantes son el
Na+, el Cl- y el Ca++, mientras que en el
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4. Morfofisiología Humana
3. TRANSPORTE DE MATERIALES A solutos menor. El movimiento del agua a
TRAVES DE LAS MEMBRANAS través de la membrana genera una presión
CELULARES hidrostática llamada presión osmótica, que
Estas condiciones son fundamentales para la es la presión necesaria para prevenir el
vida y la comunicación entre las células, para movimiento del agua a través de una
ello, la célula dispone de dos procesos: membrana semi-permeable que separa dos
a. Transporte pasivo: Cuando no se soluciones de diferentes concentraciones.
requiere de energía para que la sustancia
cruce la membrana plasmática.
b. Transporte activo: Cuando la célula
utiliza ATP o consume energía para que
la sustancia logre atravesar la membrana
celular.
TRANSPORTE PASIVO
Los mecanismos de transporte pasivo son 4:
Difusión simple, osmosis, ultrafiltración y Esto se puede entender cuando consideramos
difusión facilitada. que el eritrocito debe estar rodeado por una
solución isotónica para mantener su forma, lo
a. Difusión Simple: que significa que la concentración de agua de
Las moléculas suspendidas en una solución esta solución es la misma que la del interior
están dotadas de energía cinética y, por lo de la célula. En condiciones normales, el
tanto tienen movimientos erráticos. La suero salino o solución salina normal (NaCl
difusión es el paso de una sustancia al otro al 0,9%) es isotónico para los hematíes. Si se
lado de la membrana gracias al gradiente de aplica agua destilada (o una solución
concentración, es decir: cuando en una hipotónica) en la sangre, la presión osmótica
solución la concentración de las moléculas es del agua es intensa hacia los eritrocitos, éstos
más elevada la difusión tiene lugar hasta que inmediatamente van a verse inundados y se
la concentración se iguala en los dos lados de generará inmediatamente la hemólisis. Al
la membrana y será tanto más rápida cuanto inyectar una solución hipertónica (con una
mayor sea la energía cinética (la cual se deja concentración de sales superior a la del
influir de la temperatura) y el gradiente de eritrocito) parte del agua escapara de los
concentración y cuanto menor sea el tamaño glóbulos rojos y saldrá hacia el espacio
de las moléculas. Algunas sustancias como el extracelular deshidratándolos, fenómeno
agua, oxígeno, dióxido de carbono, llamado crenación.
esteroides, vitaminas liposolubles, urea,
glicerina, alcoholes de pequeño peso c. Ultrafiltración
molecular atraviesan la membrana celular En este proceso el agua y otros solutos pasan
por difusión, gracias a que pueden disolverse a través de una membrana por efecto de la
en la capa de fosfolípidos. Algunas presión hidrostática. El movimiento es
sustancias iónicas también pueden cruzar la siempre desde el área de mayor presión de
membrana plasmática por difusión, pero agua al de menor presión. Esta sucede en los
emplean canales constituidos por proteínas riñones y se genera por la presión arterial
integrales llenas de agua. Por este medio se generada desde el corazón. Esta presión hace
transportan el Na+, K+, HCO3, Ca++. que el agua y algunas moléculas pequeñas
(como la urea, la creatinina, sales) pasen a
b. Osmosis través de las membranas de los capilares
Durante este proceso, el agua (disolvente microscópicos en los glomérulos para
universal de los sistemas biológicos) pasa posteriormente ser eliminadas en la orina.
selectivamente a través de una membrana Las proteínas y grandes moléculas como las
semi-permeable. El agua difunde hacia el otro hormonas y las vitaminas, no pasan a través
lado de la membrana si la concentración de de las membranas de los capilares y quedan
agua es mayor o si la concentración de
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5. Morfofisiología Humana
retenidas en la sangre. Esta propiedad se como proteínas, polisacáridos o células
puede alterar en enfermedades glomerulares enteras como bacterias y glóbulos rojos.
como en el síndrome nefrótico, donde
aparecen proteínas en la orina (proteinuria). a. Transporte activo
Mediante este mecanismo se pueden
d. Difusión facilitada transportar hacia el interior o exterior de la
Es el mecanismo de las moléculas que son célula los iones H+ (Bomba de Protones), el
demasiado grandes como para difundir a Na+ y K+ (Bomba de Sodio/Potasio), el Ca++
través de los canales de la membrana y son , el Cl-, aminoácidos y monosacáridos. Este
poco solubles en los lípidos y por lo tanto proceso consume energia (ATP) y requiere la
incapaces de difundir a través de la bicapa intervención de proteinas integrales que
lipídica. La difusión facilitada requiere de actuan como “bombas” Hay dos tipos de
una proteína transportadora, lo que la hace transporte activo:
mas rápida que la difusión simple y depende
directamente de: 1) El gradiente de Transporte activo primario: En este proceso
concentración de la sustancia entre los dos de transporte, la energía derivada del ATP es
lados de la membrana. 2) El número de la que empuja directamente a la sustancia
proteínas transportadoras presentes en la para que cruce la membrana, modificando la
membrana. 3) La rapidez con que estas forma de las proteínas de transporte
proteínas ejercen su labor. Ejemplo: La (“Bomba”) de la membrana celular. Ejemplo:
glucosa se une a una proteína transportadora La Bomba de Na+/K+ esta conformada por
ubicada en la membrana celular, la cual múltiples proteínas integrales dispuestas a lo
cambia de forma e “inyecta” al azúcar hacia largo de toda la membrana celular y es la que
el citoplasma., ya allí la glucosa es fosforilada mantiene la baja concentración de Na+ en el
por una kinasa y la convierte en glucosa-6- citoplasma extrayéndolo de la célula en
fosfato. De esta manera se mantiene una contra de un gradiente de concentración, al
concentración de glucosa citoplasmática que mismo tiempo mueve los iones K+ desde el
es muy baja, lo cual facilita el gradiente de exterior hasta el interior de la célula, a pesar
concentración de glucosa de afuera hacia que la concentración intracelular de potasio
adentro. En este caso se debe considerar un es superior a la extracelular. Esta bomba debe
fenómeno hormonal interesante que facilita la funcionar constantemente ya que hay
biodisponibilidad de energía en el escenario pérdidas permanentes de K+ y entradas de
celular: Na+ por los poros acuosos de la membrana.
El páncreas produce la hormona insulina, la La condición genera diferencias de cargas
cual facilita la difusión de la glucosa hacia el eléctricas a uno y otro lado de la membrana
interior de las células, disminuyendo su celular, lo cual es importante para el
concentración plasmática; cuando la hormona adecuado comportamiento eléctrico de las
falta se elevan los niveles de glicemia, el células, dentro de la economía corporal. A
azúcar no es capaz de ingresar a las células y esta bomba también se la conoce como
éstas deben utilizar otra fuente energética Bomba Na+/K+-ATPasa porque al actuar,
como los ácidos grasos. Este es el mecanismo rompe al ATP convirtiéndolo en ADP y
fisio-patológico de la diabetes mellitus. transformando esa energía en un proceso
metabólico fundamental.
TRANSPORTE ACTIVO Y OTRO TIPO DE
PROCESOS ACTIVOS Transporte activo secundario: La bomba de
Una sustancia puede necesitarse en el sodio/potasio mantiene la diferencia de
citoplasma o debe ser expulsada hacia el concentración de Na+ en ambos lados de la
ambiente extracelular, y al transportarla a membrana. Los iones sodio tienen la
través de la membrana pueden influir su tendencia de entrar a la célula a través de los
gran tamaño, su carga eléctrica o que deba poros, lo cual genera una energía potencial
vencer un gradiente de concentración, existe que es aprovechada para que otras
el transporte activo. El transporte grueso es moléculas, como la glucosa y los
específico para moléculas de gran tamaño
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6. Morfofisiología Humana
aminoácidos, puedan cruzar la membrana en
contra de un gradiente de concentración. El Endocitosis mediante un receptor : Proceso
co-transporte sucede cuando la glucosa cruza similar a la pinocitosis, con la salvedad que la
la membrana en el mismo sentido que el Na+; invaginación de la membrana sólo tiene lugar
el contra-transporte sucede cuando lo hacen cuando el ligando, se une al receptor
en sentido contrario. existente en la membrana. Al formarse la
vesícula endocítica está se une a otras
b. Transporte Grueso vesículas para formar una estructura mayor
Es el mecanismo que utilizan sustancias más llamada endosoma, donde se produce la
grandes como polisacáridos, proteínas y separación del ligando y del receptor: El
algunas células que cruzan las membranas receptor es luego devuelto a la membrana,
plasmáticas: mientras que el ligando es digerido por las
enzimas lisosomales. Este es el mecanismo
Endocitosis: Proceso mediante el cual la que normalmente utilizan las células
sustancia es transportada completa hacia el endoteliales y desgraciadamente el HIV
interior de la célula a través de la membrana. (Virus de la Inmunodeficiencia Humana
Se conocen tres tipos de endocitosis: Adquirida) cuando entra en las células de los
linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas
llamadas CD4 que están presentes en la
membrana de éstos.
Exocitosis: Es un proceso de exportacion
celular donde la membrana de la vesícula
secretora se fusiona con la membrana celular
liberando su contenido. Es el mecanismo
Fagocitosis: Es un proceso primitivo donde la mediante el cual las células de la glandulas
célula crea proyecciones de su membrana endocrinas liberan hormonas (Ej: la insulina),
(incluyendo al citoplasma), llamadas enzimas (Ej: las enzimas digestivas) o los
pseudópodos, los cuales rodean la partícula neurotransmisores.
sólida, luego se fusionan formando una
vesícula alrededor de la partícula llamada
vesícula fagocítica o fagosoma. Este material
es digerido por enzimas liberadas por los
lisosomas. Este proceso es el característico de
los glóbulos blancos al fagocitar bacterias,
macromoléculas de desecho, células enfermas
y/o células que hacen su apoptosis.
Pinocitosis: Es un mecanismo para introducir
líquidos desde el liquido extracelular, la
membrana se repliega creando una vesícula
pinocítica, después de procesarlo la
membrana vuelve a la superficie de la célula.
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