Escuela de Medicina Luis RazettiDepartamento de Ciencias Morfológicas

Cátedra de Histología y Embriología

Dr. Luis Alberto Isea MMédico Cirujano

Octubre 2011

LA CÉLULA

- Robert Hooke (1665) CellulaeCámaras independientes(Hoja de Corcho)

- Schleiden, Schwann (1838 - 1839)

Teoría Celular

La Célula es la Unidad morfofuncional básica de todo ser vivo

- Virchow Omnis cellula e cellula

Hay mas de 200 tipos de células Diferente nivel de especialización

Organización básica

Célula Tejido Órgano Sistema

Fundamentales

EpitelialConjuntivoMuscularNervioso

LA CÉLULATipos Células

Procariotas Eucariotas

- Su material nuclear esta en el Citoplasma (nucleoide)- Posee pared celular- DNA circular- No tiene casi organelas

- Tienen un núcleo verdadero- Compartimentalización

Organelas Específicas

- DNA lineal

LA CÉLULAFunciones generales

1) Absorción

2) Excreción

3) Respiración

4) Reproducción

5) Excitabilidad

6) Conductividad

7) Contractilidad

8) Secreción

ESPECIALIZACIÓN

Se ganan unas funciones en detrimento de otras

LA CÉLULAForma y Tamaño

- Son variables Forma

Función celular (Neurona, Músculo)

Interacción con otras células (Influencia mecánica)

Tamaño No hay relación entre el tamaño del organismo y el tamaño celular

Partes de la Célula

a) Citoplasma - Todo el protoplasma que rodea al núcleo

- Delimitado por la M. plasmática (Plasmalema)

- Lleva a cabo los procesos metabólicos

- Alta tasa de intercambio con el ambiente y el núcleo

- Se tiñe de rosado con la Eosina

LA CÉLULAb) Núcleo - Característico de las células eucariotas

- Material Genético (DNA)

- Separado por el nucleolema (M. nuclear)

- Se tiñe de azul – púrpura con la hematoxilina

Citoplasma

Suspensión líquida (Citosol)

Organelas

70% AguaMoléculas orgánicasIones Citoesqueleto

- Membranosas

- No Membranosas

M. PlasmáticaRERA. GolgiMitocondriasLisosomasEndosomasPeroxisomas

CentriolosRibosomaCitoesqueleto

LA CÉLULACitosol

- Suspensión acuosa amorfa

- 3 Zonas: a) Centrosoma: Rodea al núcleo. Consistencia Gel

b) Endoplasma: Consistencia mas fluida. Organelas

c) Ectoplasma: debajo de la M.P Filamentos citoesqueleto

Citoesqueleto

- Armazón estructural interno de la célula

- Constituido por elementos proteicos filamentosos

- Dinámico Reordenamiento continuo

LA CÉLULAFunciones

- Andamio Celular Forma

- Organización y distribución celular

- Motilidad Celular (pseudópodos)Interna (organelas, cromosomas, vesículas)

- Medios de unión

CitoesqueletoFilamentos de Actina (Microfilamentos)Filamentos IntermediosMicrotúbulos

Microfilamentos

- Diámetro: 7 – 9 nm

- Presentes en todas las células eucariotas. Porcentaje variable

LA CÉLULAMicrofilamentos

- Son la base estructural de:

Capacidad ContráctilMotilidad CelularAnclaje Celular

- Están compuestos por: ACTINA

Polimérica (Doble espiral)MonoméricaActina G Actina F

- Están en continua polimerización y despolarización Necesidades Celulares

- Los filamentos son PolaresExtremo ˮ+ ˮ Crecimiento rápido

Extremo ˮ- ˮ

LA CÉLULAEnsamblaje

- La incorporación de monómeros de Actina G requiere de ATP (proceso activo)

- Depende de la actividad de las Proteínas Fijadoras de Actina (ABP)

- Ocurre a mayor velocidad en el extremo ˮ+ ˮ

- Es facilitado por: Profilina

Proteína Arp 2/3

Facilita la unión de la Actina-ATP

Genera nuevos sitios de nucleaciónProduce ramificaciones

- Es inhibido por la Timosina Balance Profilina - Timosina

- Moléculas de Corte Cofilina + Gelsolina Despolimerizan

LA CÉLULA

Microfilamentos

Haces

Paralelos: Proteína Fimbrina. Dan rigidez a Modificaciones apicales de la membrana (microvellosidades)

Contráctiles: Proteína alfa-actinina. Permite mas espacio para que la miosina pueda interactuar.

Redes - Proteína Filamina

- Crea una malla adyacente a la membrana

Proteínas de anclaje Distrofina

- Otorga estabilidad (Córtex celular)

- El anclaje puede incluir a la MEC (adhesión focal)

LA CÉLULAMotilidad Celular

Desplazamiento celular Leucocitos, Macrófagos, células neoplásicas

- Se forman pseudópodos con gran contenido de Actina

- Lamelipodios (evaginaciones anchas)- Filopodios (evaginaciones finas)

- Despolimerización y Polimerización en dirección al pseudópodo

- Anclaje a la MEC Tracciona la célula Se guía por gradiente químico

Quimiotaxis

LA CÉLULAFilamentos Intermedios

- Diámetro: 10 nm

- Son los mas resistentes y estables de todos los filamentos

Otorgan fuerza mecánica

- Están constituidos por diferentes tipos de proteínas según el tipo celular

- Igual conformación estructural

- 2 polipéptidos (hélice alfa) enroscados Dímero

Tetrámero

Protofilamento

Filamento Intermedio

8 PF unidos lateralmente

LA CÉLULAFilamentos Intermedios

- No están polarizados - Pueden formar uniones de anclaje

- Se disponen como una red citoplasmática Núcleo - Periferia

- En el núcleo forman la lámina nuclear Integridad del nucleolema (fosforilación proteica)

- Abundan en células sometidas a tensión mecánica

Axones neuronales, Cel. Musculares, Cel. cutáneas

Categorías:

a) Filamentos de Queratina: En Cel. Epiteliales

Mezcla de Queratina I (ácida) y II (básica/neutra)

Forma desmosomas y hemidesmosomas (unión MEC)

(50 tipos)

LA CÉLULAb) Filamentos de Vimentina y Vimentina – like:

Vimentina Fibroblastos y Cel. Mesenquimales

Desmina Cel. Musculares. Une líneas Z entre síAncla los filamentos al sarcolema

Filamentos glialesAstrocitosProteína ácida fibrilar glial

Periferina Neuronas

Vimentina – like:

c) Neurofilamentos:

- Proteínas NF – L; NF – M; NF – H. - Otorgan rigidez a los axones

d) Lámina Nuclear: Proteínas L- A/C; L - B

Relación con ELA y

Epidermólisis Bullosa

LA CÉLULAMicrotúbulos

- Estructuras rígidas, huecas con carácter dinámico

- Diámetro: 25 nm

- Constituidos por 13 fibras lineales Protofilamentos

Dímero tubulina (heterodímero)

Alfa – tubulinaBeta - tubulina

- Son filamentos polares Extremo ˮ+ ˮ Crecimiento rápido

Extremo ˮ- ˮ

- Utilizan GTP, en vez de ATP, para la polimerización

- Están sometidos a una renovación continua. Vm = 10 min

LA CÉLULAMicrotúbulos

- Se originan a partir del Centro Organizador de Microtúbulos, cercano al Centrosoma

Anillos de γ-tubulina

Ubicados hacia el extremo –Permite la nucleación

- Pueden interactuar con Proteínas asociadas a Microtúbulos (MAP)

Regulan existencia de Microtúbulos que no Despolimerizan (cilios, flagelos)

- Se encuentran en:- Toda la célula- Huso mitótico (mitosis)- Cilios, flagelos (motilidad celular)

LA CÉLULAFunción: - Rigidez, estabilidad celular

- Desplazamiento de organelas, componentes intracelulares

Proteínas motoras asociadas a los Microtúbulos

Quinesina Dineína

Extremo + Extremo -

En neuronas: El extremo axonal (Extremo +) Transporte anterógrado

Dirección soma (Extremo -) Transporte retrogrado

LA CÉLULA

LA CÉLULA

LA CÉLULAMembrana Plasmática

- Barrera dinámica que separa el límite exterior de la célula y define compartimientosInternos (organelas)

Separación de funciones (RER, Golgi)

- Esta en constante intercambio de elementos con el medio (Permeabilidad selectiva)

Mantiene el Estado Estacionario (Estable)

- No es visible al M/O. Con tinción de Osmio y M. Electrónica

Estructura Trilaminar 8-10 nm

2 líneas densas

1 línea lúcida

Unidad deMembrana

LA CÉLULA

Composición Química Bicapa lipídica + Proteínas

1) Lípidos (35%): - Fosfolípidos - Colesterol - Glucolípidos

- Son anfipáticos

Fosfolípidos (60%) Glicerol (+)Grupo Fosfato Fosfatidilcolina

Fosfatidiletanolamina

Ac. Grasos

Hidrofílico

Hidrofóbico

- Distribución Asimétrica (carga – interior)

Fluidez de Membrana Insaturados + fluidez

Libre movimiento de los componentes

Difusión lateral ; Flip - Flop

LA CÉLULAColesterol

- Interactúa con Ac. Grasos, disminuyendo su movilidad

Aumenta la rigidez de la membrana

Glucolípidos

- Cara externa de la membrana Glucocalix- Participan en señalamiento y reconocimiento celular

2) Proteínas (60%)

Se clasifican en :

a) Integrales (Transmembrana): - Embebidas en la membrana - 3 Dominios

- Mas abundantes (70%) - E. covalentes

- Bombas, Canales, Receptores, Reconocimiento

LA CÉLULAb) Periféricas

- Están en una cara de la membrana. Ej: Glucoproteinas

- Interactúan débilmente con proteínas integrales (puentes de hidrogeno)

- Suelen ser enzimas

Funciones: - Transporte - Enzimas

- Receptores - Reconocimiento

3) Carbohidratos (5%): - Cara externa de la membrana Glucocálix

Asimetría de la membrana

- Glucolípidos o Glucoproteínas

- Regulan interacción celular (adhesión, reconocimiento)

LA CÉLULA

Modelo estructural Modelo del mosaico Fluido Singer y Nicholson 1972

- Bicapa lipídica con proteínas embebidas en ella

- Los componentes pueden desplazarse lateralmente

- Son estructuras asimétricas funcional y estructuralmente

CriofracturaCara P: (Interna) Proteínas Integrales

Cara E (Externa: Lisa

LA CÉLULATransporte a través de la Membrana

- Regula concentración de sustancias dentro y fuera de la célula

- La Célula Intercambio Dinámico Estado Estacionario

Movimiento solutos

Gradiente electroquímico

Permeabilidad (Selectiva)

Fuerza impulsora (motor)

Sustancias de Bajo Peso Molecular

Requerimientos Energéticos

T. Pasivo T. Activo

No requiere GASTO energético Requiere GASTO ATP

Favor Gradiente Contra Gradiente

LA CÉLULATransporte a través de la Membrana

Transporte Pasivo Difusión

Simple (Libre o Canales)

Facilitada (Proteínas Transportadoras)

a) Difusión Simple:

Pequeñas moléculas liposolubles ó Gases (O2, CO2) Paso Libre

Moléculas Cargadas eléctricamente (iones) Canales Iónicos

RegulaciónLigandoVoltajeF. Mecánicas

Agua Canales (ACUAPORINAS)

Osmosis

LA CÉLULATransporte a través de la Membrana

b) Difusión Facilitada

Moléculas grandes, polares Proteínas Transportadoras

(Cambios conformacionales)

- Cinética lineal vs. Saturabilidad

LA CÉLULA

Transporte Activo Contra gradiente de concentración

- Requiere gasto energético extra ATP

Se clasifica en:Primario

Secundario

Gasta ATP directamente

La energía la otorga una segunda molécula, Desplazándose en favor de su gradiente

Bomba Na+ / K+ ATPasa

- Permite la salida de 3 iones Na+ al exterior celular, junto con la entrada de 2 iones K+ al interior de la célula

EN CONTRA DEL GRADIENTE

- Regula excitabilidad, transporte y volumen celular

LA CÉLULATransporte de sustancias de alto peso molecular

- Desplazamiento a través de vesículas de membrana

a) Endocitosis (incorporación de material del medio extracelular)

Tipos:

- Pinocitosis: Incorporación de vesículas pequeñas (contenido líquido)

- Es constitutiva- No depende de clatrina- Incorpora pequeñas cantidades de LEC

- Fagocitosis: Incorporación de vesículas de gran tamaño (células o bacterias)

- La realizan los fagocitos (macrófagos y neutrófilos)- Requiere de la formación de pseudópodos y la movilización de actina

- Opsonización???

LA CÉLULA- Endocitosis mediada por receptor:

Interacción Ligando Receptor (Membrana)

Proteínas intracelulares

- Adaptina

- Clatrina Fosita Recubierta

Vesícula

Endosoma Temprano

Reciclaje Clatrina - Receptor

Endosoma Tardío

Lisosoma

LA CÉLULAb) Exocitosis

- Expulsión de vesículas intracelulares al medio extracelular

- Se eliminan sustancias de desecho o productos de síntesis celular

Regulada (Ca++) No Regulada

- Balance Endocitosis - Exocitosis Mantiene Cantidad de Membrana

c) Transcitosis

- La sustancia atraviesa el citoplasma (Endo + Exocitosis)

- Se ve en los capilares sanguineos

LA CÉLULAContinuando las organelas

Peroxisoma

- Organelas redondas de 0,2 – 0,4 nm de diámetro, rodeadas de membrana

- Contienen enzimas oxidativas H2O2 (peróxido de hidrogeno)

Degradado por Catalasa

Es tóxico

- Función: - Beta-oxidación de ácidos grasos (junto con Mitocondria)

- Detoxificación de sustancias (metanol, etanol)

- Abundan en hepatocitos y el epitelio renal

- Al M.E se ve como una matriz granulada.

AGL Acetil CoA CK Energía

- Se dividen por fisión (como las mitocondrias)

Provienen del citosol

Enf. Por alteración de Peroxisomas

LA CÉLULAProteasoma

- Cilindros proteicos sin membrana circundante

- Realizan proteólisis de proteínas seleccionadas

Ubiquitina

Ciclo celular (ciclinas)

Procesamiento antigénico

LA CÉLULACentriolos

- Ubicados en el centrosoma (cerca del núcleo celular)

- Se ubican en pares Diplosomas

- Formados por 9 tripletes de Microtúbulos

- Regulan el proceso de formación de Microtúbulos (COMT, gamma-tubulina)

- Existe un centriolo maduro y uno inmaduro

- Se duplican durante la Fase S del ciclo celular Procentriolo

Función

a) Formación Huso mitótico (desplazamiento cromosomas durante mitosis)

b) Formación cuerpos basales Cilios

LA CÉLULAInclusiones

- Componentes inertes de la célula, sin actividad metabólica

- No están rodeados de membrana

a) Pigmentos

- Suelen verse de manera constante en la célula

- Tienen funciones definidas según el tipo de célula

Lipofuscina

- Color pardo oscuro

- Deriva del envejecimiento celular

- Producto de degradación mitocondrial

- Presente en neuronas y células musculares

LA CÉLULA

Hemosiderina

- Restos no digeribles de Hb en eritrocitos

Macrófagos

Fagocitosis. Destrucción extravascular

(Bazo, Hígado)

- Es indistinguible de la lipofuscina (histoquímica)

b) Glucógeno - Polisacárido ramificado Almacén de glucosa

- Hígado Mantiene Glicemia

- No se ve con H/E. PAS

- M/E: Gránulos 25 – 30 nm

LA CÉLULA

c) Lípidos

- Suele verse en los adipocitos (TAG)

- Al M/O: Por fijación convencional y uso de xilol Huecos

Debe usarse corte congelado y tinción Sudan

d) Cristales

- Cel. De Sertoli Cristales de Charcott – Bottcher

- Cel. De Leydig Cristales de Reinke

- Posibles formas cristalinas de proteínas

LA CÉLULA

Núcleo Celular

- Característico de las células eucariotas

- Contiene el material genético (DNA + RNA)

- Regula funciones vitales Replicación celular

Transcripción genética Síntesis proteica

Tamaño Guarda relación con citoplasma

Forma Se adapta a la célula

Número Usualmente 1 Multinucleadas Sincitio

LA CÉLULA- Esta constituido por:

- Envoltura nuclear (nucleolema)- Nucleoplasma- Cromatina- Nucléolo

a) Envoltura nuclear

- Constituida por 2 membranas trilaminares:

- Membrana nuclear Externa

- Membrana nuclear Interna

Cisterna perinuclear

Poro Nuclear

- La MNI esta en contacto con la lámina nuclear Red Filamentos Intermedios

Estabilidad de M. nuclear durante mitosis

LA CÉLULA- La M.N.E se continua con el Retículo Endoplasmico Rugoso

- Poros nucleares: Conectan el nucleoplasma con el citoplasma

Su número varía con la actividad metabólica celular

El trafico de sustancias esta regulado:

Complejo del poro nuclear

b) Cromatina

- Complejo de DNA + Proteínas

- Cromosomas desenrollados durante interfase celular

Histonas (5)

No Histonas

LA CÉLULADNA Ac. Desoxrribonucleico

- Contiene toda la información del organismo Genes

Regulan síntesis proteica

- Formado por Nucleotidos

a) Base Nitrogenada

b) Azúcar Pentosa (Desoxirribosa)

c) Grupo Fosfato

Purinas: Adenina, Guanina

Pirimidinas: Citosina, Timina

- Orientación Doble hélice antiparalela (Watson y Crick)

Complementariedad entre basesA T

C G

LA CÉLULARNA

- Azúcar Ribosa

- Cambio de bases: Timina Uracilo

- Monocatenario

- Tipos

Adenina

Mensajero (mRNA)

Transferencia (tRNA)

Ribosomal (rRNA)

DNA Genes mRNA ProteínaTranscripción Traducción

Ribosoma

Durante la interfase DNA desenrrollado Cromatina

Cromatina:

Nucleosoma

2 vueltas DNA sobre centro proteico (8 Histonas)

Unidad básica de plegamiento Unidos mediante DNA enlace

Collar de cuentas

Nucleosomas Fibrilla cromatina Cromosomas

Espiral o solenoide

6 nucleosomas por giro rodeando a Histona H1

LA CÉLULA

LA CÉLULADe acuerdo a su condensación y grado de actividad:

Cromatina

Heterocromatina: Fibras muy densas, alta basofilia, se ve al M/O Ubicada en la periferia nuclear. Baja actividad

Eucromatina: Fibras laxas, no se ven al M/O. Están inmersas en el nucleoplasma. Alta actividad

CromosomasEstructuras duplicadas plegadas de DNA

Se ven en metafase, durante mitosis (después de fase S)

23 Pares22 Autosomas

1 Sexual (Cuerpo Barr, XX)

LA CÉLULA

Nucléolo

- Región donde se ubican genes para codificación

rRNA

- Se tiñe intensamente. No tiñe con Feulgen

- Se distinguen 4 estructuras:

a) Centro fibrilar Tinción pálida: DNA sin transcribir, y c. 13,14,15,21,22

b) Parte fibrosa: Transcripción activa

c) Parte granulosa: Ensamble ribosomas

d) Matriz nucleolar