UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA

PROGRAMA CIENCIAS VETERINARIAS – CATEDRA BIOQUIMICA I

PROFESORA M.V. NOHELIA NOVA HERNANDEZ.

GUIA TEMA No 2: AMBIENTE CELULAR.

Consideraciones Generales.

Las células de los seres vivos, como sistemas fisiológicos complejos,

poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que

posibilitan el llevar a cabo diversas funciones bioquímicas y metabólicas

que garantizan su supervivencia.

Sin embargo, los distintos tipos celulares presentes en los organismos de

los animales domésticos, presentan diversas modificaciones de estas

características comunes, que permiten su especialización funcional , y por

ello, la ganancia de complejidad.

De este modo, las células permanecen altamente organizadas , como uno

de los principales requisitos de la vida.

Definición de Célula.

Se define a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser

vivo, es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.

La estructura de toda célula se mantiene activa mediante el metabolismo,

asegurándose la coordinación de todos los elementos celulares y la

perpetuación para futuras generaciones de células, a través de la

replicación de un genoma codificado por ácidos nucleicos.

Principales Características Funcionales de las Células.

Las células vivas se pueden considerar como sistemas bioquímicos

complejos.

Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas

químicos no vivos son:

1)Nutrición:

Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a

otra, liberan energía y eliminan productos de desecho mediante el

metabolismo.

2)Crecimiento y multiplicación:

Las células son capaces de dirigir su propia síntesis.

A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide,

formando dos células idénticas a la célula original, mediante la división

celular.

3)Diferenciación:

Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función por los procesos

de diferenciación celular.

Cuando una célula se diferencia, se da origen a ciertas estructuras que no

estaban previamente formadas, o estructuras que estaban dejan de

formarse.

La diferenciación es el proceso clave del ciclo celular por medio del cual las

células forman estructuras especializadas relacionadas con la

supervivencia y la reproducción.

4)Señalización:

Las células responden a estímulos químicos que les permiten interaccionar

o comunicarse con otras células a través de señales proporcionadas por

mensajeros químicos, tales como hormonas, neurotransmisores, factores

de crecimiento para la posterior transducción celular.

5)Evolución:

A diferencias de las estructuras inanimadas (sin vida), los organismos

unicelulares y pluricelulares evolucionan, por lo que ocurren cambios

hereditarios que pueden influir en la adaptación global de la célula o del

organismo superior.

El resultado es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir

en un medio particular.

6)Compartimentalización:

Consiste en una heterogeneidad de eventos que da lugar a entornos

definidos (delimitados o no por membranas biológicas) en los cuales

existen microentornos que agrupan a los elementos implicados que tienen

que llevar acabo determinadas rutas biológicas y procesos bioquímicos.

La compartimentalización alcanza su mayor expresión en las células

eucarioticas, las cuales están formadas por diferentes estructuras y

orgánulos que desarrollan funciones específicas que indican una mayor

especialización.

AMBIENTE CELULAR

Definición de Ambiente Celular.

Es el espacio propio que define tanto el exterior como el interior de toda

estructura celular.

Si define el exterior se denomina ambiente celular externo (ACE).

Si define el interior se denomina ambiente celular externo (ACI).

Importancia Bioquímica del Estudio del Ambiente Celular en Medicina

Veterinaria .

Para el conocimiento de los ambientes propios que definen las

características de las células de los animales domésticos.

Para el conocimiento de las estructuras involucradas en el

desempeño intrínseco de las funciones propias de las células

eucarioticas (organelas).

Para la comprensión del funcionamiento fisiológico de las células

que conforman los organismos de los animales domésticos.

AMBIENTE CELULAR EXTERNO

La célula esta separada de su ambiente celular externo y/o de otras células

vecinas y estructuras por la membrana plasmática.

Principales Componentes de la Membrana Plasmática.

Los principales componentes estructurales de la membrana plasmática de

las células eucarioticas son:

1)Moleculas de lípidos.

En particular moléculas de colesterol y moléculas de fosfolípidos.

2)Moléculas de proteínas.

3)Moléculas de oligosacáridos.

4)Moléculas de iones inorgánicos.

5)Moléculas de agua.

Las cuales están relacionadas con los grupos ionizados y polares de los

fosfolípidos y proteínas constituyentes de la estructura propia de la

membrana.

Estructura de la Membrana Plasmática.

El estudio de la estructura de la membrana plasmática se rige por el

modelo de bicapa fosfolipidica, como base conceptual de la estructura de

la matriz de la membrana.

Principales Funciones de la Membrana Plasmática

La principal función de la membrana plasmática es la actuar de como

barrera de importancia para el pasaje de partículas entre las cuales se

tienen en cuenta:

1)Paso selectivo de grupos químicos funcionales diversos (iones cargados

eléctricamente).

2)Paso selectivo de biomoléculas de nutrientes provenientes de la dieta

(proteínas, carbohidratos, lípidos).

3)Paso selectivo de biomoléculas provenientes del metabolismo endógeno

(vitaminas, hormonas)

4)Paso selectivo de biomoléculas de fármacos de uso frecuente en la

terapéutica veterinaria.

5)Bloqueo del pasaje al ambiente celular interno de agentes etiológicos

(bacterias, virus, hongos, parásitos, entre otros).

Modelo de Bicapa Fosfolipidica de la Membrana Plasmática de las Celulas

Eucarioticas

AMBIENTE CELULAR INTERNO.

Del lado interno de la capa interna de la membrana celular se encuentra

ubicado el citosol o citoplasma que es el principal componente acuoso que

compone el ambiente celular interno.

El citoplasma o citosol también recibe el nombre de liquido intracelular

(LIC).

Esta matriz acuosa constituida por el citoplasma alberga o “baña” las

principales organelas y demás estructuras celulares.

Principales Organelas presentes en el Ambiente Celular Interno.

Núcleo y nucléolo.

Ribosomas

Retículo Endoplasmático (Liso y Rugoso)

Aparato o Complejo de Golgi.

Mitocondrias.

Otras Organelas Complementarias (Lisosomas, Peroxisomas,

Vacuolas)

Núcleo y nucléolo.

La mayoría de las células eucarioticas posee un solo núcleo celular, con un

solo nucléolo perfectamente definido en su interior.

Principales Características del Núcleo y Nucléolo.

-El núcleo esta delimitado por una membrana consistente de dos bicapas

lipídicas, atravesadas por numerosos poros nucleares.

-En su interior se encuentra localizado el nucléolo, que funciona como

estructura satelital que coordina los eventos que se llevan a cabo en el

ciclo celular, la mitosis y la meiosis.

-En su interior esta contenido el material genético, el ADN (Acido

Desoxirribonucleico), observable de acuerdo a la fase del ciclo celular en

que se encuentre la célula, como cromatina de distribución heterogénea.

-A la cromatina contenida en el núcleo se encuentran asociadas las

proteínas histonas y moléculas de ARN (Acido Ribonucleico).

-El material genético incluido en el núcleo reviste una intensa y continua

actividad de regulación de la expresión génica.

Ribosomas.

Los ribosomas son visibles al microscopio electrónico como partículas

esféricas.

Son complejos supramoleculares encargados de ensamblar proteínas en el

proceso de síntesis proteica a partir de la información genética que

reciben del ADN, transcripta en forma de ARN mensajero, esta función de

síntesis de proteínas los ribosomas la llevan a cabo en el citoplasma.

Principales Características de los Ribosomas.

-Están constituidos principalmente por ARN ribosómico y por diversos

tipos de proteínas.

-Estructuralmente poseen dos subunidades bien definidas (30S o

subunidad pequeña y 50S o subunidad grande).

-Cuando se encuentran de forma aislada en el citoplasma, reciben el

nombre de ribosomas.

-Cuando se encuentran agrupados en el citoplasma, reciben el nombre de

polisomas.

-Cuando se encuentran adheridos a las membranas y saculaciones de

Retículo Endoplásmico reciben el nombre de ribosomas presos.

Retículo Endoplasmático (Liso y Rugoso).

El Retículo Endoplasmático o Endoplásmico es un órgano vesicular

interconectado que forma cisternas, tubos aplanados y sáculos

comunicados entre si.

Principales Características del Retículo Endoplasmático

-Intervienen en funciones relacionadas con los procesos de la síntesis de

proteínas, glicosilación de proteínas, metabolismo de lípidos y esteroides,

entre otros.

-Intervienen en el proceso del tráfico de vesículas.

-Si presenta adheridos los ribosomas en la superficie de sus membranas y

saculaciones, recibe el nombre de Retículo Endoplasmático Rugoso (RER),

por la apariencia “rugosa” que se aprecia al microscopio electrónico.

-Si no presenta adheridos los ribosomas en la superficie de sus membranas

y saculaciones, recibe el nombre de Retículo Endoplasmático Liso (REL)

-En todas las células presentes en el organismo de los animales domésticos

recibe el nombre de Retículo Endoplasmático.

-En las células de musculo estriado esquelético presentes en el organismo

de los animales domésticos recibe el nombre de Retículo Sarcoplasmático

o Sarcoplásmico, siendo la principal organela involucrada en los procesos

de la contracción muscular.

Aparato o Complejo de Golgi.

El Aparato de Golgi es una organela compleja, conformada por cisternas

intrincadas y por apilamientos de sáculos denominados dictiosomas, los

cuales se forman por la coalescencia de las vesículas presentes en

organela.

Principales Características del Aparato de Golgi.

-Posee tres compartimientos bien definidos:

a)Compartimiento CIS: el cual se encuentra proximal al Retículo

Endoplasmatico, es donde se produce la fosforilacion de los carbohidratos

de las enzimas que han de dirigirse a los lisosomas.

b)Compartimiento META: o compartimiento intermedio, en el cual se

encuentran de forma abundante ciertas enzimas, como las manosidasas y

las N-acetil-glucosamina transferasas.

c)Compartimiento TRANS: el cual se encuentra en la posición mas distal,

en este compartimiento se llevan a cabo la transferencia de los residuos de

galactosa y de acido siálico y también ocurre la salida de las vesículas

procesadas hacia diferentes destinos celulares.

-Recibe las vesículas provenientes del Retículo Endoplasmatico Rugoso

que han de seguir siendo procesadas en su interior.

-Interviene en el proceso de proveer de estructuras membranosas a las

proteínas de exportación (“empaquetamiento”).

-Interviene en los procesos de selección y posterior destinación de las

proteínas, una vez provistas de membranas.

-Promueve la glicosilación de proteínas y lípidos en su interior. -

-Promueve la síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular.

Mitocondrias.

Las mitocondrias son organelas de aspecto, tamaño y número variable,

presentes en todas las células de los tejidos de los animales domésticos.

Son muy abundantes en el tejido del parénquima de la glándula mamaria,

epitelios de túbulos seminíferos, miocitos de musculo estriado esquelético

y cardiaco entre otros.

Principales Características de las Mitocondrias.

-Presentan doble membrana: membrana externa y membrana interna.

-Entre ambas membranas se sitúa el espacio perimitocondrial.

-La membrana externa se encuentra en contacto con el citoplasma.

-La membrana interna se encuentra plegada hacia el interior de las crestas

mitocondriales y posee una gran superficie.

-En su interior posee una sola molécula de ADN, el ADN mitocondrial.

Interviene en los procesos de fosforilacion oxidativa y la cadena de

transporte de electrones que se llevan a cabo en el Ciclo de los Ácidos

Tricarboxílicos o Ciclo de Krebs.

Otras Organelas Complementarias (Lisosomas, Peroxisomas, Vacuolas)

Lisosomas

Son vesículas provistas de membrana en cuyo interior abundan las enzimas

lisozima y oxidasas, que intervienen en la destrucción de cuerpos extraños,

patógenos y detritos celulares cuando se instauran procesos de índole

infecciosa.

Los lisosomas individuales tienen la particularidad de fusionar sus

membranas entre varios para dar origen a lisosomas de mayor tamaño.

Peroxisomas

Al igual que los lisosomas, son vesículas provistas de membrana sencilla

en cuyo interior abundan también enzimas, pero en particular enzimas

peroxidasa y urato oxidasa, que también actúan cuando se ponen de

manifiesto procesos inflamatorios celulares posteriores a la invasión de

microorganismos.

Vacuolas.

Las vacuolas o inclusiones citoplasmáticas son acúmulos de sustancias de

diversa índole que no se encuentran delimitados por membranas.

Se trata principalmente de sustancias de reservas que se conservan como

depósitos metabólicos que son utilizados principalmente cuando las

células de los animales domésticos experimentan estados de altas

demandas metabólicas (monta, gestación, lactancia, osificación post-

traumática, estados post-quirúrgicos, quemaduras, entre otras) o de

carencias nutricionales (desnutrición): almidón, glucógeno, triglicéridos,

proteínas entre otros.

Las vacuolas también funcionan como acúmulos de pigmentos, como es el

caso del pigmento melanina a nivel de los melanocitos, responsable de la

pigmentación de la piel, pelos, iris del ojo, entre otros del organismo de los

animales domésticos.

Casos Clínicos relacionados con la importancia del estudio del Ambiente

Celular.

1)Cuadros clínicos asociados a las perdidas importantes del liquido

intracelular (casos de deshidratación).

2)Cuadros clínicos asociados al aumento progresivo del liquido intracelular

(casos de edemas generalizados).

3)Cuadros clínicos asociados con el deterioro progresivo de la función

celular (procesos de degeneración celular)

4)Cuadros clínicos asociados con la destrucción masiva de células

(procesos inflamatorios agudos y crónicos, quemaduras, neoplasias)

5)Cuadros clínicos asociados con daños celulares provocados por el uso

inadecuado de ciertas practicas terapéuticas (daño celular por la

administración de fármacos a dosis no recomendables, practicas

quirúrgicas que conllevan daños celulares generalizados)