Contenido
- Fundamentos de la célula
- La membrana celular
- Funciones de bicapa lipídica
- Componentes adicionales de la bicapa
- Transporte de membrana celular
- La barrera hematoencefálica
Las células cerebrales son un tipo de neurona o célula nerviosa. También hay varios tipos de células cerebrales. Pero todas las neuronas son Células, y todas las células en organismos que tienen sistemas nerviosos comparten una serie de características. De hecho, todas Las células, independientemente de si son bacterias unicelulares o seres humanos, tienen algunas características en común.
Una característica esencial de todas las células es que tienen un doble membrana plasmática, llamó al membrana celular, rodeando toda la celda. Otra es que tienen un citoplasma en el interior de la membrana, formando la mayor parte de la masa celular. Un tercero es que tienen ribosomas, estructuras similares a proteínas que sintetizan todas las proteínas producidas por la célula. Un cuarto es que incluyen material genético en forma de ADN.
Las membranas celulares, como se señaló, consisten en una doble membrana plasmática. El "doble" proviene del hecho de que también se dice que la membrana celular consiste en un bicapa de fosfolípidos, con "bi-" siendo un prefijo que significa "dos". Esta membrana bilipídica, como también se le llama a veces, tiene una serie de funciones clave además de proteger la célula en su conjunto.
Fundamentos de la célula
Todos los organismos consisten en células. Como se señaló, la cantidad de células que tiene un organismo varía ampliamente de una especie a otra, y algunos microbios incluyen solo una célula. De cualquier manera, las células son los componentes básicos de la vida en el sentido de que son las unidades individuales más pequeñas en los seres vivos que cuentan con todas las propiedades asociadas con la vida, por ejemplo, el metabolismo, la reproducción, etc.
Todos los organismos se pueden dividir en procariotas y eucariotas Pr* okaryotes* son casi todos unicelulares e incluyen las muchas variedades de bacterias que pueblan el planeta. Eucariotas son casi todos multicelulares y tienen células con una serie de características especializadas que carecen de células procariotas.
Todas las células, como se mencionó, tienen ribosomas, una membrana celular, ADN (ácido desoxirribonucleico) y citoplasma, un medio similar a un gel dentro de las células en el que pueden ocurrir reacciones y las partículas pueden moverse.
Las células eucariotas tienen su ADN encerrado dentro de un núcleo, que está rodeado por una bicapa de fosfolípidos propia llamada membrana nuclear.
También contienen orgánulos, que son estructuras unidas por una doble membrana plasmática como la propia membrana celular y encargadas de funciones especializadas. Por ejemplo, las mitocondrias son responsables de llevar a cabo la respiración aeróbica dentro de las células en presencia de oxígeno.
La membrana celular
Es más fácil comprender la estructura de la membrana celular si imagina verla en sección transversal. Esta perspectiva le permite "ver" las dos membranas de plasma opuestas de la bicapa, el espacio entre ellas y los materiales que inevitablemente tienen que pasar dentro o fuera de la célula a través de la membrana por algún medio.
Las moléculas individuales que forman la mayor parte de la membrana celular se llaman glucófosfolípidoso, más a menudo, solo fosfolípidos. Estos están hechos de "cabezas" compactas de fosfato que son hidrofílico ("búsqueda de agua") y apunte hacia el exterior de la membrana a cada lado, y un par de ácidos grasos largos que son hidrofóbico ("temeroso del agua") y se enfrentan entre sí. Esta disposición significa que estas cabezas están orientadas hacia el exterior de la célula por un lado y el citoplasma por el otro.
El fosfato y los ácidos grasos en cada molécula están unidos por una región de glicerol, al igual que un triglicérido (grasa en la dieta) consiste en ácidos grasos unidos a glicerol. Las porciones de fosfato a menudo tienen componentes adicionales en la superficie, y otras proteínas y carbohidratos también salpican la membrana celular; estos se describirán pronto.
Funciones de bicapa lipídica
Una función de la bicapa lipídica, casi por definición, es proteger a la célula de las amenazas externas. La membrana es semipermeable, lo que significa que algunas sustancias pueden pasar mientras que a otras se les niega la entrada o la salida de forma directa.
Las moléculas pequeñas, como el agua y el oxígeno, pueden difundirse fácilmente a través de la membrana. También pueden pasar otras moléculas, especialmente aquellas que llevan una carga eléctrica (es decir, iones), ácidos nucleicos (ADN o su pariente, ácido ribonucleico o ARN) y azúcares, pero requieren la ayuda de proteínas de transporte de membrana para que esto ocurra.
Estas proteínas de transporte son especializadas, lo que significa que están diseñadas para guiar solo un tipo específico de molécula a través de la barrera. Esto a menudo requiere un aporte de energía en forma de ATP (trifosfato de adenosina). Cuando las moléculas deben moverse contra un gradiente de concentración más fuerte, se necesita incluso más ATP de lo habitual.
Componentes adicionales de la bicapa
La mayoría de las moléculas no fosfolípidas en la membrana celular son proteínas transmembrana. Estas estructuras abarcan ambas capas de la bicapa (por lo tanto, "transmembrana"). Muchas de estas son proteínas de transporte, que en algunos casos forman un canal lo suficientemente grande como para que pase la molécula específica encontrada.
Otras proteínas transmembrana incluyen receptores que señala al interior de la célula en respuesta a la activación por moléculas en el exterior de la célula; enzimas, que participan en reacciones químicas; y anclas, que vinculan físicamente los componentes fuera de la célula con los del citoplasma.
Transporte de membrana celular
Sin una forma de mover sustancias dentro y fuera de la célula, la célula se quedaría rápidamente sin energía y tampoco podría expulsar los productos de desecho metabólico. Ambos escenarios, por supuesto, son incompatibles con la vida.
La efectividad del transporte de membrana depende de tres factores principales: la permeabilidad de la membrana, la diferencia de concentración de una molécula dada entre el interior y el exterior, y el tamaño y la carga (si existe) de la molécula en consideración.
Transporte pasivo (difusión simple) depende solo de los dos últimos factores, ya que las moléculas que entran o salen de las células por este medio pueden deslizarse fácilmente a través de los espacios entre los fosfolípidos. Debido a que no llevan carga, tenderán a fluir hacia adentro o hacia afuera hasta que la concentración sea la misma en ambos lados de la bicapa.
En difusión facilitada, se aplican los mismos principios, pero se requieren proteínas de membrana para crear suficiente espacio para que las moléculas no cargadas fluyan a través de la membrana por su gradiente de concentración. Estas proteínas pueden activarse ya sea por la mera presencia de la molécula "tocando a la puerta" o por cambios en su voltaje provocados por la llegada de una nueva molécula.
En transporte activo, siempre se requiere energía porque el movimiento de la molécula va en contra de su concentración o gradiente electroquímico. Si bien el ATP es la fuente de energía más común para las proteínas de transporte transmembrana, también se puede usar energía de luz y energía electroquímica.
La barrera hematoencefálica
El cerebro es un órgano especial y, como tal, está especialmente protegido. Esto significa que, además de los mecanismos descritos, las células cerebrales tienen un medio para controlar más estrictamente la entrada de sustancias, lo cual es esencial para mantener la concentración de hormonas, agua y nutrientes que se necesita en un momento dado. Este esquema se llama el barrera hematoencefálica.
Esto se logra en gran medida gracias a la forma en que se construyen los pequeños vasos sanguíneos que ingresan al cerebro. Las células individuales de los vasos sanguíneos, llamadas células endoteliales, se empaquetan inusualmente juntas, formando lo que se conoce como juntas apretadas. Solo bajo ciertas condiciones, la mayoría de las moléculas pueden pasar entre estas células endoteliales en el cerebro.