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LA CÉLULA Y SUS FUNCIONES EQUIPO 4: Julio César Flores Pulido Alejandro Camacho Mora José Antonio Jácome Ramos Oscar Ivan Zarco Antonio FISIOLOGÍA GENERAL Universidad Veracruzana -Facultad de Medicina-

La Célula y Sus Funciones

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Fisiologia de la celula

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Ncleo

LA CLULA Y SUS FUNCIONES

EQUIPO 4:Julio Csar Flores PulidoAlejandro Camacho MoraJos Antonio Jcome RamosOscar Ivan Zarco Antonio

FISIOLOGA GENERAL

Universidad Veracruzana-Facultad de Medicina-

Organizacin celularPartes ms importantes de una clula:

Ncleo y citoplasma separados por la membrana nuclear. El citoplasma se encuentra separado de los lquidos circundantes por la membrana celular (plsmatica).

Las diferentes sustancias que componen la clula se conocen colectivamente como protoplasma*. Est compuesto principalmente por 5 sustancias: agua, electrlitos, protenas, lpidos y carbohidratos.

Agua.

El principal liquido de la clula es el agua, que est presente en la mayora de las clulas, excepto en los adipocitos, en una concentracin de 70-85 %.

Estructural, transportadora, termorregulador, disolvente, lubricante.

Electrlitos o sales.

Son de funciones estructurales y reguladoras del pH (nivel de acidez). Iones importantes de la clula: K, Mg, fosfato, sulfato, bicarbonato. En cantidades menores: Na, cloruro y Ca.

Son los productos qumicos inorgnicos de las reacciones celulares, necesarios para el funcionamiento de algunos mecanismos de control celulares.*

Protenas.

Son las sustancias ms abundantes en las clulas despus del agua. 10-20 % de la masa celular. Protenas estructuralesProtenas funcionales

Protenas estructurales

*Formacin de microtbulos que proporcionan los citoesqueletos de orgnulos celulares como los cilios, axones nerviosos, husos mitticos y masas arremolinadas de tbulos filamentosos finos.*

*Las protenas fibrilares se encuentran especialmente en las fibras de colgeno y elastina del tejido conjuntivo y en las paredes de los vasos sanguneos, tendones y ligamentos.*

Protenas funcionales.

Compuestas por combinaciones de pocas molculas en un formato tubular-globular.

Son principalmente las enzimas, a menudo son mviles dentro del liquido celular.

-Entran en contacto directo con otras sustancias del liquido celular y, por tanto, catalizan reacciones qumicas intracelulares especificas.

Lpidos

Son varios tipos de sustancias que se agrupan por ser solubles en disolventes grasos. Los fosfolpidos y el colesterol son los ms importantes (2 % de la masa total de la clula). Al ser hidrfobos forman las barreras de las membranas celular e intracelular.

Sirven como reserva de energa, de aislante trmico y para formar la membrana celular que le da proteccin a los rganos y estructuras celulares.Hidratos de carbono

Son la fuente de combustible de las clulas y son molculas que se componen de carbono, hidrgeno y oxgeno. Almacenan energa para la clula (como fuente primaria) y constituyen las paredes celulares.

Tienen escasas funciones estructurales, salvo porque forman parte de las molculas glucoproteicas, pero s tienen un papel muy importante en la nutricin celular.* Propiedades del protoplasmaLairritabilidades la capacidad del protoplasma de responder a un estmulo, lo que determina su posibilidad de adaptarse al medio ambiente. Es ms notable en las neuronas y desaparece con la muerte celular.

Laconductividades la generacin de una onda de excitacin (impulso elctrico) a toda la clula a partir del punto de estimulacin. Esta y la irritabilidad son la propiedades mas importantes de las neuronas.

LacontractilidadEs la capacidad de una clula de cambiar de forma, generalmente por acortamiento. Esta muy desarrollada en las clulas musculares.

Larespiracin, esencial para la vida, es el proceso mediante el cual las clulas producen energa al utilizar las sustancias alimenticias y el oxigeno absorbido para producir energa, dixido de carbono, y agua.

Laabsorcines la capacidad de las clulas para captar sustancias del medio.

Lasecrecines el proceso por medio del cual la clula expulsa materiales tiles como una enzima digestiva o una hormona.

Laexcrecines la eliminacin de los productos de desecho del metabolismo celular.

Elcrecimientoes el aumento de tamao de una clula producido por un incremento en la cantidad de protoplasma o en el numero de clulas.

Estructura fsica de la clulaLa clula contiene estructuras fsicas muy organizadas que se denominan orgnulos intracelulares.

La naturaleza fsica de cada orgnulo es tan importante como lo son los componentes qumicos para las funciones de la clula.*

Estructuras membranosasLa mayora de los orgnulos de la clula estn cubiertos por membranas compuestas principalmente por lpidos y protenas.

-Membrana celular

-Membrana nuclear

-Membrana del RE

-Membranas de mitocondrias, lisosomas y aparato de Golgi

Membrana celular

Estructura elstica que cubre a la clula, es fina y flexible. Grosor: 7.5 a 10 nm.

Est formada casi totalmente por protenas y lpidos:55% de proteinas25% de fosfolipidos13% de colesterol4% de otros lipidos3% de hidratos de carbono

*Bicapa lipdica, pelcula fina de doble capa de lpidos. Contienen una sola molcula de grosor.

Un extremo de cada molcula de fosfolpido es hidrfilo (extremo fosfato) mientras que el otro es hidrfobo (porcin de cido graso).

Las `porciones hidrfilas de fosfato constituyen entonces las dos superficies de la membrana completa que estn en contacto con el agua intracelular en el interior de la membrana y con el agua extracelular en la superficie externa. Protenas de la membrana celularSon glucoprotenas de dos tipos: integrales y perifricas.

Protenas integrales hacen protrusin por toda la membrana.Protenas perifricas se unen slo a una superficie de la membrana, no la penetran completamente.

Protenas integralesActan como canales estructurales o poros, que tienen propiedades selectivas.*

Protenas de transporte. Incluso transportan sustancias en contra de su gradiente electroqumico de difusin.*

Funcionan como enzimas.

Tambin pueden actuar como receptores de los productos qumicos hidrosolubles (hormonas peptdicas) que no penetran fcilmente en la membrana .*

Protenas perifricas Las molculas proteicas perifricas se unen con frecuencia a las protenas integrales, de forma que las perifricas funcionan casi totalmente como enzimas o como controladores del transporte de sustancias a travs de los poros de la membrana. Glucocliz celularSon todos los carbohidratos presentes en la membrana celular combinados con protenas o lpidos (glucoprotenas o glucolipidos).

Es un recubrimiento dbil de carbohidratos en la superficie externa de la celula.

Funciones

El glucocliz de algunas clulas se une al glucocliz de otras, con lo que une las clulas entre s.

Muchos de estos carbohidratos actan como componentes del receptor para la unin de hormonas, como la insulina.

Algunas estructuras de carbohidratos participan en reacciones inmunitarias.

Citoplasma y sus orgnulos La porcin de liquido del citoplasma en el que se dispersan las partculas se denomina citosol y contiene principalmente protenas, electrolitos y glucosa disueltos.

Sustancias y orgnulos disueltos en el citoplasma: glbulos de grasa neutra, grnulos de glucgeno, ribosomas, vesculas secretoras y orgnulos como RE, aparato de Golgi, mitocondrias, lisosomas y peroxisomas.

Retculo endoplsmico

Red de estructuras vesiculares tubulares y planas.

Estn conectados entre s y sus paredes tambin estn formadas por membranas de bicapa lipdica.

Su superficie total puede ser de hasta 30 a 40 veces la de la membrana celular. *

Ribosomas y retculo endoplsmico rugoso (RER)

Los ribosomas son partculas granulares diminutas que se encuentran en gran cantidad unidas al exterior del retculo endoplsmico rugoso. Estn formados por una mezcla de ARN y protenas y su funcin consiste en sintetizar nuevas molculas proteicas en la clula.

Retculo endoplsmico agranular o liso (REL)

Parte del retculo endoplsmico no tiene ribosomas, es lo que se conoce como retculo endoplsmico agranular, o liso. Este retculo agranular acta en la sntesis de sustancias lipdicas y en otros procesos de las clulas que son promovidos por las enzimas intrarreticulares.

Aparato de Golgi

Es un sistema mixto de cisternas apiladas (compartimientos rodeados de membrana) y de vesculas. Sus membranas son similares a las del REL, y est formado por cuatro o mas capas apiladas de vesculas cerradas, finas y planas que se alinean cerca de uno de los lados del ncleo.

Una clula contiene ms de un AG y puede llegar ha haber hasta 50. Algunos se localizan casi siempre cerca del nucleo. Se encargan de la glucosilacin apropiada de protenas y lpidos. Mas de 200 enzimas funcionan para aadir, retirar o modificar carbohidratos de las protenas y los lpidos en el AG.

Lisosomas

Son orgnulos vesiculares que se forman por la rotura del AG y despus se dispersan por todo el citoplasma. Constituyen el aparato digestivo intracelular. *

Rodeado por una membrana bicapa lipdica. Contienen hasta ms de 40 enzimas hidrolticas.

Peroxisomas

Son similares fsicamente a los lisosomas.Se cree que estn formados por autorreplicacin.

Contienen oxidasas * que combinan el oxigeno con iones H para formar H2O2, el cual junto a una catalasa sirve para oxidar muchas sustancias que podran ser venenosas para la clula. *

Vesculas secretorasSe encarga de la secrecin de sustancias qumicas especiales.Se forman en el sistema retculo endoplsmico-aparato de Golgi y despus de liberan desde el aparato de Golgi hacia el citoplasma

MitocondriasSe conocen como los centros neurlgicos de la clula.Se encuentran en todas las zonas del citoplasma de la clula.

Citoesqueleto celularEs la interconexin de los microfilamentos y los microtbulos.Ectoplasma Cantidades de filamentos de actina en la zona exterior del citoplasma.Microtbulos.Tubulina.

Estructura bsica de la mitocondriaEst compuesta principalmente por dos membranas de bicapa lipdica-protenas: una membrana externa y una membrana interna.

Las enzimas oxidativas de los compartimientos provocan la oxidacin de los nutrientes, formando dixido de carbono y agua y, al mismo tiempo, liberando la energa.

NcleoEs el centro de control de la clula.Contienen grandes genes.Mitosis.

CromatinaEl ADN en el interior del ncleo celular est en combinacin con protenas formando la cromatina

Un material tipo filiforme que constituye los cromosomas.

Membrana nuclearTambin conocida como cubierta nuclear.Consiste realmente en dos membranas bicapa separadas, una dentro de la otra.

Membrana externaEs una continuacin del retculo endoplsmico del citoplasma celular.Varios miles de poros nucleares atraviesan la membrana nuclear.

NuclolosSon ncleos que contienen una o mas estructuras que se tien intensamente.No tienen una membrana limitante.Consisten en una acumulacin simple de grandes cantidades de ARN y protenas.

Formacin de nuclolos y ribosomasComienza en el ncleo.Los genes especficos de ADN de los cromosomas dan lugar a la sntesis de ARN.

Componente de los virus pequeosEndocitosisDifusinImplica el movimiento simple a travs de la membrana, provocado por el movimiento aleatorio de las molculas.Transporte ActivoImplica el transporte real de una sustancia a travs de la membrana mediante una estructura fsica.EndocitosisPinocitosisSe refiere a la ingestin de partculas diminutas que forman vesculas de liquido extracelular.Se produce continuamente en las membranas celulares.100 a 200 nm de dimetro.Mecanismo de la Pinocitosis

Este proceso requiere el aporte de energa desde el interior de la clula.FagocitosisSe produce del mismo modo que la pinocitosis, excepto porque implica la participacin de partculas grandes y no molculas.Se inicia cuando una partcula, se une a los receptores de la superficie de los fagocitos.Funcin de los lisosomasSe encargan de la Digestin de las sustancias extraas introducidas por pinocitosis y fagocitosis.Se forma una vescula digestiva dentro del citoplasma celular en la que las hidrolasas comienzan a hidrolizar las protenas, los carbohidratos, etc.

EndocitosisFagocitosisExocitosisLo que queda en la vescula digestiva, que se denomina cuerpo residual.Se excreta finamente a travs de la membrana celular: Exocitosis.

Sustancias en los lisosomasFunciones especficas del retculo endoplsmicoOtras funciones del retculo endoplsmico.Proporciona las enzimas que controlan la escisin del glucgeno.Proporciona una cantidad inmensa de enzimas que son capaces de detoxificar las sustancias.Funciones especficas del Aparato de GolgiFormacin de acido hialurnico y la condroitina sulfato.Son los principales componentes de los proteoglucanos segregados en el moco.Son los componentes principales esta fuera de las clulas en los espacios intersticiales.

Tipos de vesculas formadas por el aparato de GolgiContienen protenas que se deben segregar a travs de la superficie de la membrana celular.Exocitosis.Extraccin de energa de los nutrientes: mitocondriasLa Clula obtiene energa de: OxgenoCarbohidratos:GlucosaGrasas:cidos grasosProtenas:Aminocidos

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.64Extraccin de energa de los nutrientes: mitocondriasLa energa liberada se emplea para la sntesis de:AdenosntrifosfatoEL ATP se utiliza como fuente de energa en toda la clula para todas las reacciones metablicas intracelulares.

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.65Mitocondria

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.66Caractersticas funcionales del adenosintrifosfato (ATP)NucletidoBase nitrogenada:AdeninaPentosa:RibosaTres radicales fosfatoDos uniones fosfato de alta energa12000 caloras

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.67Caractersticas funcionales del adenosintrifosfato (ATP)Para liberar su energa:Pierde un radical de cido fosfricoSe forma ADPDespus se une nuevamente el cido fosfricoSe forma nuevo ATPEl ciclo se repite indefinidamente

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.68Procesos qumicos en la formacin del ATP: Papel de la mitocondriaAl entrar la glucosa a la clula:Gluclisis:Glucosa >>> Ac. Pirvico ADP>>>ATP5% del metabolismo energtico celular totalLa mayor parte del ATP celular se forma en la mitocondria

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.69Procesos qumicos en la formacin del ATP: Papel de la mitocondriaEn la mitocondria:Ac. Pirvico, cidos grasos y aminocidos >>>>acetil-CoA>>>>Ciclo de Krebs >>>> tomos de hidrgeno y dixido de carbonoEl CO2 sale de la mitocondria y finalmente de la clulaLos tomos de H se combinan con O2 y se libera gran cantidad de energa que permite ADP >>> ATPEl ATP se va al citoplasma para proporcionar energa para las funciones celularesGuyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.70Funciones celulares y ATPEl ATP se utiliza para:Transporte a travs de las membranasBomba de sodio-potasioSntesis de compuestos qumicosSntesis proticaTrabajo mecnicoContraccin muscular

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.71Funciones celulares y ATPAdems el ATP se utiliza para:Transporte a travs de las membranas de:Iones de potasio, calcio, magnesio, fosfato, cloruro, urato, hidrgeno.Sntesis de:Fosfolpidos, ColesterolPurinas (adenina, guanina)Pirimidinas (timina y citosina)Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.72Adenosintrifosfato (ATP)

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.73Locomocin de las clulas.Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.Movimiento celular amiboideoMovimiento de los leucocitos a travs de los tejidosProyeccin de un seudpodo que se fija al tejido circundanteExocitosis y endocitosis continuasFibronectina, Actina, MiosinaEctoplasmaGuyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.75Movimiento amebianoMovimiento de toda la clula en relacin a su entorno. Como el movimiento de los leucocitos a travs de los tejidos.Este comienza con la protrusin de su pseudpodo desde un extremo de la clula, se proyecta a distancia y se asegura en una zona nueva. Despus , tira el resto de la clula hacia l.

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.Mecanismo de locomocin amebianaHay dos efectos esenciales para el movimiento antergrado de la clula. 2. Unin del seudpodo a los tejidos circundantes, sta tiene lugar por protenas del receptor que se alinean dentro de las vesculas exticas. Cuando vesculas forman parte de la membrana del seudpodo se abren de forma que su interior se vierte al exterior y stos hacen protrusin hacia el exterior y se unen a los ligandos de los tejidos circundantes.Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.Extremo opuesto se alejan de sus ligandos y forman nuevas vesculas de endocitosis. Despus corren hacia el extremo del seudpodo de la clula, donde se usa para formar una nueva membrana.2. Proporcionar energa necesaria para tirar de la clula en la direccin del seudpodo. Segn experimentos, podra ser que en el citoplasma hay actina que se polimeriza para formar una red filamentosa que se contrae con una protena de unin a la actina, como la miosina.Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.Tipos de clulas que muestran movimiento amebianoLeucocitos MacrfagosFibroblastos zona daadaClulas embrionarias que deben migrar largas distancias

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.Control del movimiento amebiano: QuimiotaxisEs el iniciador ms importante del movimiento amebiano. Proceso que se produce como consecuencia de la aparicin de determinadas sustancias en el tejido.Sustancia quimiotcticaGuyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.QuimiotaxisQuimiotaxis positivaSe acerca a la fuente de la sustanciaQuimiotaxis negativaSe alejaGuyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.81Cilios y movimientos ciliaresEn forma de ltigo sobre la superficie celularSuperficies internas de:Vas respiratoriasTrompas de falopioEl cilio est cubierto por membrana celular11 microtbulos: 9 dobles y 2 simplesCada cilio es el sobrecrecimiento del cuerpo basal del cilioGuyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.82El movimiento del cilio, se desplaza hacia adelante con un movimiento rpido, con una frecuencia de 10 a 20 veces por segundo, vuelve lentamente hacia atrs a su posicin inicial.

Guyton, Hall, Tratado de Fisiologa mdica. 12 ed. Espaa. ELSEVIER. 2011.