Resumo de biologia

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1ª Parcial de biologia 
ESTRUCTURA Y FUNCIONES DE LA CÉLULA HUMANA 
PRIMERA PARTE: 
 Definición de célula humana 
 Partes fundamentales 
 Composición físico-química 
 La célula es la unidad básica estructural y funcional del cuerpo humano. 
 Más de 100 billones de células, formando tejidos y órganos, que a su vez se 
constituyen en aparatos y sistemas integran el cuerpo humano 
 El funcionamiento de nuestro organismo es la resultante del funcionamiento de 
todo ese universo pluricelular 
 Aunque los numerosos y variados tipos de células humanas difieren entre si, 
muestran un grupo de características morfológicas, físico-químicas y 
funcionales comunes. 
 Por ejemplo, todas constan de dos partes fundamentales: núcleo y citoplasma 
Núcleo y Citoplasma 
 
 Todas presentan una cubierta que delimita los confines del citoplasma: la 
membrana celular. 
 Todas tienen una cubierta que rodea al núcleo, separándolo del citoplasma: la 
membrana nuclear 
 En el citoplasma existen múltiples estructuras llamadas organelos, 
responsables de diferentes funciones. 
 Todas presentan un liquido en su interior (liquido intracelular) con 
características y composición semejante. 
 Todas tienen una serie de funciones comunes a todo tipo celular, aunque 
dependiendo del tipo de especialización que hayan alcanzado, algunas tendrán 
más desarrolladas algunas funciones que otras. A continuación exponemos 
algunas de las funciones celulares más comunes. 
FUNCIONES CELULARES: 
 EXCITABILIDAD (IRRITABILIDAD): Capacidad de responder de determinada 
manera ante un estímulo dado. 
 CONDUCTIVIDAD: Capacidad de transmitir o conducir determinados tipos de 
señales a otras células. 
 CONTRACTILIDAD: Facultad de reducir sus dimensiones y producir algún tipo 
de trabajo mecánico o posibilitar movimientos y/o desplazamientos. 
 ASIMILACIÓN: Función mediante la cual la célula incorpora sustancias 
diversas para mantener sus procesos vitales. 
 EXCRECIÓN: Función mediante la cual la célula elimina de su interior 
sustancias de desecho producto de su metabolismo. 
 SECRECIÓN: Actividad mediante la cual la célula vierte al exterior un 
producto fabricado por ella el cual está destinado a cumplir determinada 
función en algún sitio del organismo. 
 RESPIRACIÓN: Proceso mediante el cual la célula obtiene energía mediante 
reacciones del tipo oxidación-reducción. 
 REPRODUCCIÓN: Función mediante la cual la mayor parte de todas las células 
se multiplican dando lugar a células hijas con las que se reparan las 
pérdidas eventuales de otras células que mueren. 
Composición Físico-Químico de la Célula 
Las diferentes sustancias que componen la célula se denominan colectivamente 
protoplasma, el cual está compuesto fundamentalmente de cinco sustancias 
básicas: agua, electrólitos, proteínas, lípidos y carbohidratos. 
 AGUA: Es el medio líquido principal de la célula, que está presente en la 
mayoría de ellas, en una proporción entre el 70 y el 85%. En este medio 
hídrico intracelular están disueltas muchas sustancias químicas celulares, 
fundamentalmente iones, mientras que otras están en suspensión como 
partículas sólidas. Las reacciones químicas tienen lugar entre las sustancias 
químicas disueltas o en las superficies limitantes entre las partículas 
suspendidas o las membranas y el agua. 
 IONES.- Los iones más importantes del líquido intracelular son: potasio, 
magnesio, fosfato, sulfato, bicarbonato y pequeñas cantidades de sodio, 
cloruro y calcio. Los iones proporcionan las sustancias químicas inorgánicas 
para muchas reacciones químicas, además son imprescindibles para muchas 
funciones de la membrana celular, como por ej., el sodio y el potasio en las 
células nerviosas, para la generación de excitación y transmisión de 
impulsos nerviosos. 
 PROTEINAS.- Son las sustancias más abundantes(10-20%) en la célula. Son de 
dos tipos: proteínas estructurales, que son de estructura fibrilar y las 
proteínas enzimáticas, de estructura globular. Las primeras contribuyen a dar 
forma, solidez y consistencia a los distintos organelos intracelulares y a la 
célula mísma, las segundas son catalizadores biológicos que hacen posible los 
millares de reacciones bioquímicas que se desarrollan constantemente dentro 
de la célula (metabolismo celular) 
 LIPIDOS.- Son un grupo de sustancias insolubles en agua entre los que se 
destacan los fosfolípidos y el colesterol, que representan en conjunto un 2% 
de la masa celular. Estos lípidos tienen importancia crucial en la 
constitución de las membranas celulares, así como para servir de sustratos 
para la obtención de otras sustancias imprescindibles para la vida celular. 
Otros lípidos como los ácidos grasos juegan un significativo papel como 
fuentes de energía (combustibles celulares) alternativas eficaces. 
 CARBOHIDRATOS.- Estas sustancias desempeñan escasa función estructural, salvo 
combinados en pequeñas proporciones a algunas proteínas (glicoproteínas) pero 
cumplen con un importante papel energético pues son, sobre todo la glucosa, 
la principal fuente energética (principal combustible) celular. La mayor 
parte de las células tienen un 1-2% de carbohidratos, mayormente formando un 
polisacárido de almacenamiento (glucógeno).La glucosa es suministrada a la 
célula desde el líquido extracelular, a través de la membrana celular. 
SEGUNDA PARTE: 
 Estructura física y funciones de: 
1. La membrana celular 
2. El núcleo celular 
ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULA 
La célula no es una bolsa microscópica de 
líquido, enzimas y sustancias químicas; contiene 
además estructuras físicas muy organizadas llamadas organelos que son las que 
desempeñan las distintas funciones de la célula. Entre esos organelos tenemos: 
membrana celular, núcleo celular, retículo endoplásmico, ribosomas, aparato 
de Golgi, lisosomas, peroxisomas y centríolos 
 
Membrana celular 
 
Es un organelo de revestimiento de la célula que separa el medio extracelular del 
intracelular. Esta estructura es fundamental para el intercambio de sustancias con 
el líquido extracelular. Es una estructura delgada flexible y elástica con un grosor 
de 7.5 a 10 nm. Está formada por proteínas y lípidos, básicamente, con muy poca 
cantidad de carbohidratos 
Estructura de la membrana celular 
 
Está constituida por una doble capa de moléculas de fosfolípidos. A lo largo de esta 
lamina se intercalan grandes moléculas de proteínas constituyéndose un patrón de “ 
mosaico fluido”. Este patrón se repite en toda la extensión de la membrana. Los 
fosfolípidos son moléculas que tienen un polo hidrófobo y otro hidrosoluble y se 
orientan de forma que los polos hidrófilos de cada capa miran hacia las superficies 
extra e intracelular, quedando los polos hidrófobos, de ambas capas , enfrentados 
unos a los otros. Las cabezas hidrófilas de los fosfolípidos están formadas por 
sustancias tales como radicales fosfato, colina, etanolamina, presentando cargas 
eléctricas y las colas hidrófobas de cada molécula de fosfolípido están formadas por 
dos moléculas de ácidos grasos. 
Barrera lipídica de la membrana 
 
La bicapa de fosfolípidos es una barrera impermeable al agua y sustancias 
hidrosolubles, dejando pasar a través de si sustancias liposolubles 
Proteínas de la membrana 
 
Las proteínas de la membrana forman bloques que atraviesan, muchos de 
ellos, la doble capa de fosfolípidos. Un gran numero de estas proteínas tienen 
canales a través de los cuales pasan sustancias hidrosolubles. Muchas de 
estas proteínas están combinadas en su extremo extracelular a cadenas de 
carbohidratos (glicoproteínas) 
 
Características de la membrana celular vista al M/E 
 
El aspecto es uniformemente característico. Consiste en una zona clara intermedia de 
3,5 nm y otras dos capas obscuras de2 nm (electrón densas) situadas hacia las 
superficies extra e intracelular. A esta disposición se le denominó unidad de 
membrana. 
 
Aspecto a la microscopia electrónica de las membranas celulares de dos células 
vecinas de un mismo tejido. 
 
Dos células cuyas membranas se observan una junto a la de la otra. Obsérvese el 
aspecto en tres capas de la unidad de membrana. 
 
La zona clara central se corresponde con las colas de los fosfolípidos de la bicapa. 
Las otras dos capas obscuras corresponden a las cabezas hidrófilas de los 
fosfolípidos que fijan el osmio de la preparación microscópica 
 
Estas cadenas de carbohidratos unidas a los extremos extracelulares de muchas 
proteínas de transmembrana, suelen ser muy numerosas y como se expreso ya, forman 
glucoproteínas que ”miran”, como “penachos” hacia el líquido extracelular formando 
una capa tenue, de aspecto filamentoso muy fina llamada Glucocaliz 
 
Aspecto al M/E de la capa de Glucocaliz que como tenue capa de filamentos finos de 
cadenas de carbohidratos, libres en un extremo y fijas por el otro a proteínas de 
transmembrana, forman numerosas glucoproteínas de superficie en la membrana celular. 
Funciones de la membrana celular: 
 Separa el medio extracelular (líquido extracelular) del intracelular. 
 Permitir el paso selectivo de diferentes sustancias tales como: iones, 
nutrientes, macromoléculas, productos de secreción y de excreción. 
 Tiene numerosas glicoproteínas y lipoproteínas de superficie inmersas en la 
doble capa lipídica que sirven de receptores a determinadas moléculas, que al 
interactuar con los mismos, desencadenan o inhiben respuestas que modulan el 
funcionamiento celular. 
 
Mecanismos mediante los cuales atraviesan la membrana celular las diferentes 
sustancias: 
Mecanismos pasivos de transporte de membrana 
 Difusión simple no consumen energía 
 Difusión facilitada celular 
Mecanismos activos de transporte de membrana 
 Transporte activo consumen energía 
 Pinocitosis celular (ATP) 
 Fagocitosis 
Mecanismos pasivos de transporte a través de la membrana celular 
 Difusión simple: Las sustancias utilizan la energía propia del movimiento 
“browniano” de sus moléculas para introducirse entre las moléculas de la 
membrana celular. Las sustancias hidrosolubles lo hacen a través de poros y 
canales existentes en numerosas proteínas de transmembrana 
 
Las sustancias hidrosolubles utilizan canales hídricos, “labrados” a través de 
proteínas para disolverse en el agua y atravesar la membrana. La bicapa de 
fosfolípidos no le permite difundir entre sus moléculas. 
 
Las amplias y numerosas áreas de fosfolípidos, facilitan mucho la entrada de 
pequeñas moléculas liposolubles que “resbalan” entre las moléculas de fosfolípidos 
difundiendo al interior de la célula. 
 Este proceso depende del gradiente de concentración de la sustancia a difundir, 
efectuándose siempre, desde la zona donde más concentrada esta la sustancia hacia la 
zona donde menos lo esta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANIMACIÓN QUE ILUSTRA EL TRANSPORTE PASIVO DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA 
CITOLASMÁTICA. 
Difusión facilitada 
 Este mecanismo de transporte pasivo de las membranas, depende también y se 
desarrolla a partir de un gradiente de concentración de la sustancia en 
cuestión, pero requiere de la presencia de moléculas transportadoras de 
membranas que se encargan de introducir o sacar la sustancia a difundir ya 
que ésta de por si sola, no logra hacerlo sólo por el gradiente de 
concentración. 
 
 La sustancia a transportar por este mecanismo se une a un sitio de la 
proteína transportadora. Esto origina un cambio de conformación en la 
molécula de esa proteína que es lo que “impulsa” a la sustancia a difundir 
(facilitación). 
 Muchas sustancias utilizan este mecanismo de difusión para atravesar la 
membrana celular y entrar al interior de la célula, por ejemplo: glucosa, 
fructosa y muchos aminoácidos. 
ANIMACIÓN QUE ILUSTRA LA DIFUSIÓN FACILITADA DE UNA SUSTANCIA 
ATRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR. 
Transporte Activo 
 Este mecanismo garantiza el paso de moléculas a través de la membrana, aun en 
contra de gradientes de concentración y/o eléctrico, por tanto requerirá de 
gasto energético celular aportado por moléculas de ATP para vencer dichas 
fuerzas 
 
Para este mecanismo, la célula consta en su membrana con proteínas de trasporte 
activo. Estas presentan sitios específicos de unión, en su extremo extracelular y/o 
intracelular, para la sustancia(s) a transportar, pero necesitan de energía celular 
para poder efectuar el transporte contra gradientes de concentración, eléctricos o 
de ambos tipos a la vez. 
 
POR ESTE MECANISMO SE TRANSPORTAN ACTIVAMENTE Na+ Y K+ , IONES QUE MANTIENEN SUS 
CONCENTRACIONES INTRA Y EXTRACELULARES GRACIAS A LA ACTIVIDAD DE UNA PROTEÍNA 
ENZIMÁTICA DE TRANSPORTE ACTIVO LOCALIZADA A NIVEL DE LA MISMA MEMBRANA CELULAR. 
Pinocitosis 
 Este mecanismo de transporte es utilizado por la mayor parte de las células 
para introducir macromoléculas que debido a sus grandes dimensiones, no 
pueden pasar entre las moléculas que constituyen la membrana celular. 
Conjuntamente con el material introducido, penetran moléculas líquidas (H2O). 
Es también un mecanismo activo. En algunos casos, la sustancia se une 
previamente a receptores situados en el exterior de la membrana y esto 
desencadena la formación de la vesícula pinocítica, en estos casos el 
mecanismo recibe el nombre de pinocitosis mediada por receptores( ver más 
adelante). 
 
La macromolécula contacta y se une con receptores de membrana, desencadenándose un 
“hundimiento” progresivo de esa área de membrana celular unida a la molécula, hasta 
que resulta incluida ésta dentro de una vesícula pinocítica (a la derecha, 
microfotografía electrónica de vesícula pinocítica mediada por receptores).En el 
lado intracelular de la membrana de la vesícula existe una proteína contráctil ( 
clatrina ), que permite el hundimiento y cierre de la vesícula hacia el citoplasma. 
Obsérvese la clatrina en la macrofotografía electrónica de la derecha. 
Fagocitosis 
 : Este proceso de transporte de sustancias esta limitado a células tales como 
leucocitos y macrófagos que desempeñan funciones de defensa en el organismo y 
se denominan colectivamente fagocitos. Mediante la fagocitosis se engloban 
bacterias, virus y parásitos para su destrucción dentro de esas células. 
 
El citoplasma y la membrana protruyen formando dos brazos que rodean al 
microorganismo o partícula cubriéndolo y encerándolo en una vacuola fagocítica 
(fagosoma) para su posterior destrucción. 
 
Fagocito englobando bacterias. A la izquierda microfotografía de barrido electrónico 
 Se observan tres glóbulos rojos siendo fagocitados por un macrófago 
 
ENDOCITOSIS Y EXOCITOSIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bajo el término endocitosis se agrupan todos los mecanismos celulares que permiten 
la entrada de macromoléculas y material en partículas al interior celular, por tanto 
la pinocitosis, fagocitosis y pinocitosis mediada por receptores, son formas de 
endocitosis. La exocitosis, sería el proceso inverso. 
Núcleo celular 
 
Es el organelo central de la célula que controla y dirige todas las funciones que 
ésta realiza. Podemos decir que es la “computadora biomolecular” de la célula. 
Generalmente es un organelo único por cada célula (excepto en las fibras musculares) 
que ocupa casi siempre una posición central en el citoplasma. Es de forma esférica u 
ovalada. 
 
El núcleo está rodeado por una doble cubierta membranosa, de estructura semejante a 
la de la membrana celular. Esta membrana nuclear presenta numerososporos que 
comunican el interior del núcleo con el citoplasma. 
El núcleo celular contiene en su interior: 
 
 DNA (cromatina nuclear) 
 Ácidos Nucleicos RNA (nucleolo) 
 
 y 
 Histonas 
 Proteínas 
 Enzimas 
 
 El DNA existe dentro del núcleo como una sustancia cromática (cromatina nuclear) 
dispersa que alterna con áreas más claras. El DNA (ácido desoxirribonucleico) es el 
material genético de la célula en el cual se encuentran “escritas” en un lenguaje 
molecular especial (código genético) las instrucciones en cuanto a la estructura y 
las funciones que la célula debe tener. 
 
La cromatina se muestra dispersa en el núcleo de una célula que no se está 
multiplicando, pero cuando ésta se encuentra en multiplicación, se concentra 
empaquetándose en apretadas estructuras, como bastones, llamadas cromosomas que en 
la célula humana son 46 en total. 
 
Dentro del núcleo encontramos una estructura, generalmente única, redondeada, 
llamada nucleolo, constituida por RNA (ácido ribonucleico). El nucleolo es la 
“cantera” de RNA de donde se fabrican los tres tipos de moléculas de RNA 
funcionalmente importantes para la síntesis de proteínas celulares. 
 
 Tipos de RNA: 
 RNA mensajero (RNAm): Son segmentos fibrilares de RNA que han transcripto el 
lenguaje molecular del DNA al lenguaje del RNA, para sintetizar proteínas en el 
citoplasma. 
 RNA ribosomal: Constituye junto con numerosas proteínas los organelos llamados 
ribosomas. 
 RNA de transferencia (RNAt): Son moléculas especiales de RNA que trasladan 
aminoácidos hacia los ribosomas, para la síntesis de proteínas 
TERCEIRA PARTE: 
Retículo endoplásmico: 
 
 Este importante organelo celular, de estructura membranosa tiene una composición 
molecular semejante a la de las membranas celular y nuclear. Esta formado por dos 
sectores de cisternas o bolsas, de formas características en cada uno de ellos, que 
están en continuidad física el uno con el otro. 
 
El sector más próximo al núcleo se denomina retículo endoplásmico rugoso (RER). Su 
membrana está en continuidad con la del núcleo celular. Está formado por un conjunto 
de cisternas aplanadas que presentan en su superficie externa numerosos ribosomas 
adheridos que le dan un aspecto granular o rugoso. 
 A continuación del RER encontramos un sector de cisternas de formas tubulares y 
saculares, desprovistas de ribosomas, que se denomina por eso, retículo endoplásmico 
liso (REL). En su porción más distal el REL presenta protrusiones saculares que se 
desprenden de su pared formando vesículas que flotan en el líquido intracelular y se 
denominan vesículas de transporte del REL. 
 Funciones del RER: En su interior se terminan de fabricar un gran numero de 
proteínas (glicoproteínas) de membrana y proteínas enzimáticas, así como 
otras que pasaran hacia las secciones del REL, donde serán utilizadas como 
“materias primas” para fabricar otros productos. El RER posee por su cara 
interna, en el interior de sus cisternas, múltiples enzimas responsables de 
esas actividades. 
 Funciones del REL: Tiene en su interior, localizadas en su pared interna, 
enzimas responsables de: síntesis de fosfolípidos, lipoproteínas, colesterol 
y triglicéridos, así como otro grupo de ellas, para la destoxificación de 
productos provenientes del metabolismo oxidativo celular (radicales libres de 
oxigeno) y otras, encargadas de transformar muchas sustancias tales como 
medicamentos y tóxicos exógenos. También posee enzimas que liberan glucosa de 
los almacenes de glucógeno celular. 
 
La membrana del REL incorpora constantemente fosfolípidos, colesterol, proteínas 
estructurales y enzimas que fabrica, a la estructura misma de sus membranas, por lo 
que crece constantemente formando protrusiones que se desprenden como vesículas de 
transporte del REL, que se dirigen flotando por el citosol hasta contactar con otro 
organelo membranoso: el aparato de Golgi. 
Ribosomas 
 
 Antes de pasar a describir el aparato de Golgi, vamos a referirnos a los 
ribosomas, organelos no membranosos, que guardan estrecha relación con el 
RER. Los ribosomas son macromoléculas, complejas de RNA (ribosomal) y 
proteínas (+ de 35 tipos diferentes) estructurales y enzimáticas. Estos 
organelos son las “fábricas de proteínas” de las células. 
 
Los ribosomas forman un “pool”común celular, del cual, un gran número de ellos se 
encuentra adherido a la superficie externa del RER, aunque existen muchos libres en 
el citosol también. Están constituidos por dos “piezas” de forma variable, una de 
ellas mayor y más pesada de 60S(60 Unidades Svedberg) y otra más ligera de 30S. 
Los ribosomas “reciben” fragmentos de RNAm, fabricados en el núcleo celular, que han 
“copiado” la información genética inscripta en sectores (genes) de la molécula de 
DNA mediante un proceso llamado transcripción, trayendo así hasta el ribosoma las 
“orientaciones” de cómo debe fabricarse determinada proteína. 
 Como fabrican las proteínas las células: 
 Los fragmentos de RNAm que contienen la información genética copiada del DNA, 
salen del núcleo a través de los poros de la membrana nuclear y se dirigen hacia los 
ribosomas (observar fig. de arriba). 
 
El fragmento de RNAm, de estructura filamentosa, se introduce en un túnel o surco 
que tiene el ribosoma en su porción 60S y pasa deslizándose como una “cinta por el 
cabezal de una grabadora”, efectuándose la lectura del código (traducción). 
 
A medida que van siendo leídas las instrucciones del RNAm sobre el ribosoma, se van 
uniendo, mediante enlaces peptídicos, un aminoácido al otro, originándose una cadena 
de ellos (polipéptido) que será, al terminar la lectura completa, una proteína 
específica. 
 
Las proteínas, si son fabricadas en ribosomas unidos al RER, serán inmediatamente 
introducidas al interior de sus cisternas para continuar su ulterior acabado de 
acuerdo a la función que desempeñarán. Si la proteína es fabricada sobre ribosomas 
libres, no fijados al RER, son liberadas al citosol y transportadas hacia el sitio 
de la célula donde sea requerida su presencia. 
SÍNTESIS DE PROTEÍNAS EN LOS RIBOSOMAS 
Aparato de Golgi 
 
Es otro organelo membranoso situado generalmente muy cerca del núcleo y próximo al 
REL, pero separado de ambos. Sus membranas también tienen una constitución molecular 
semejante a la de la membrana celular. En la cara interna de sus cisternas existen 
numerosas enzimas encargadas de las diversas producciones de este organelo. 
 El Aparato de Golgi está formado por un grupo de cisternas aplanadas, sin 
ribosomas unidos a sus superficies, que presentan un sector, donde estas 
cisternas tienen una disposición convexa (región “cis”) y miran hacia las 
membranas del REL. El otro sector de cisternas tiene una disposición cóncava 
(región “trans”). 
 Por la región cis, Golgi recibe vesículas de transporte del REL, que se 
habían desprendido de este último conteniendo distintas lipo y 
glicoproteínas, las que ingresan a este sector del Golgi mediante fusión de 
sus membranas con las de la sección cis. 
 Golgi selecciona las distintas glico y lipoproteínas destinadas al citosol y 
a las membranas, les da el acabado final por glicosilación y las dirige hacia 
el citosol o las membranas. También produce en determinados sectores, los 
lisosomas, que son otro tipo de organelos membranosos. 
 
El sector trans del Golgi libera de sus cisternas cóncavas vacuolas, muchas de 
ella grandes, conteniendo los productos finales de este organelo. Algunas de estas 
vacuolas se fundirán con la membrana celular liberando su contenido alexterior, son 
los llamados gránulos de secreción. Otras vacuolas incorporan componentes a la 
membrana (glicoproteínas receptoras de membrana) para sus funciones. Otras 
transportan productos hacia el citosol. 
 
 
 
 
Lisosomas 
 
 Los lisosomas son organelos membranosos formados por pequeñas vacuolas 
desprendidas de algunos sectores de las cisternas “trans” del Golgi. 
Contienen en su interior enzimas hidrolíticas (hidrolasas) capaces de digerir 
proteínas, lipidos y carbohidratos. Esas enzimas fueron prefabricadas en el 
REL, importadas en vesículas de transporte hacia el Golgi donde fueron 
acabadas de producir y posteriormente empaquetadas en estas vesículas 
lisosómicas liberadas al citosol. 
 
 Funciones de los lisosomas: Son los organelos “digestivos” de las células. 
Suelen adherirse a las vacuolas que contienen macromoléculas captadas por 
pinocitosis o fagocitosis y verter sus enzimas en su interior para hidrolizar 
los contenidos de esas vacuolas y poderlos utilizar las células. 
CUARTE PARTE: 
Peroxisomas 
 
Son organelos membranosos pequeños de forma redondeada u ovoides, con diámetro 
promedio de 0,6 micras. Todas las células los poseen, pero sobre todo las hepáticas 
y las renales tienen muchas cantidades de ellos. Contienen enzimas oxidativas que 
intervienen en la formación y descomposición del peroxido de hidrogeno (H2O2). 
 
 Las enzimas mas comúnmente encontradas en los peroxisomas son las catalasas que 
degradan el H2O2 en H2O y O2. Contienen además otro grupo de enzimas oxidativas 
que oxidan los ácidos grasos de cadenas largas obteniendo de ellos considerable 
energía en forma de calor, pero sin producción de ATP. 
Un tercer grupo de enzimas de los peroxisomas son, las superóxido-dismutasas, 
que se encargan de neutralizar al radical libre de oxígeno súper oxido ( O2 -) 
Estos radicales son muy reactivos y pueden peroxidar fosfolípidos de las 
membranas celulares causando devastadores daños, así como sobre el DNA, 
ocasionando en él mutaciones (cambios de su estructura) genéticas que pueden ser 
cancerígenas. 
 
Mitocondrias 
 
 Las mitocondrias son organelos membranosos responsables de producir la mayor 
parte de la energía celular, almacenando parte de ella en moléculas de ATP y el 
resto liberada como calor. Constituyen verdaderas “centrales energéticas” 
celulares. 
 Estos organelos tienen forma ovoidea o redondeada y son muy numerosas en las 
células de intensa actividad metabólica (fibras musculares, neuronas, 
hepatocitos, células renales y células secretoras en general). 
 Constan en su estructura de dos membranas de composición molecular similar a la 
del resto de los organelos membranosos.Una de las membranas, la externa, 
constituye su cubierta más exterior. La más interna está plegada formando 
tabiques o crestas que dividen el interior del organelo en compartimientos 
rellenos de un material coloide llamado matriz mitocondrial. Las dos membranas 
están separadas por un espacio intermembranoso. 
 Cómo las mitocondrias obtienen la energía: Dentro de las mitocondrias se 
producen reacciones de oxidación - reducción que necesitan de suministro 
constante de O2 para producirse. Gracias a estas reacciones se obtiene gran 
cantidad de energía. 
 
 
Las moléculas de ácido pirúvico son introducidas a través de las dos membranas 
mitocondriales, por una sustancia transportadora hasta la matriz, donde c/u de 
ellas resultan descarboxiladas y seguidamente combinadas con moléculas de coenzima 
A, formándose una molécula de Acetil CoA. Esta sustancia entra entonces a un 
importante grupo de reacciones bioquímicas conocidas como ciclo de Krebs (ciclo del 
acido cítrico o ciclo del acido tricarboxílico). 
 
 Obtención de energía en las mitocondrias A los distintos metabolitos que se 
producen escalonadamente en el ciclo de Krebs se les desprenden átomos de 
hidrógeno que pierden su electrón ionizándose (H +). Los H+ son transferidos 
hacia el espacio intermembranoso por varios complejos enzimáticos presentes 
en la cara interna de las crestas mitocondriales: son los complejos enzimáticos 
de la cadena respiratoria. 
 
Al mismo tiempo que los H+ son transferidos al espacio intermembranoso, los 
electrones que habían perdido estos, son captados por los complejos de la 
 cadena respiratoria y transferidos “a saltos” de uno a otro complejo 
( complejos I al IV ). Mientras esto ocurre los H + se acumulan en grandes 
cantidades en el espacio intermembranoso desarrollándose un gran gradiente 
electroquímico. 
 
Cuando el potencial electroquímico en el espacio intermemebranoso alcanza 
determinado valor, se produce entonces un flujo de protones H+ desde el espacio 
intermembranoso hacia la matriz mitocondrial, a través del complejo V de la cadena 
respiratoria formado por un cilindro proteico hueco que tiene un extremo ampuloso 
que “mira” hacia la matriz y en cuyo interior existe una enzima llamada ATP 
sintetasa. 
 
El “chorro” de protones H+ así originado penetra hacia la matriz a gran velocidad, 
a través de la estructura del complejo V constituyendo un verdadero flujo 
energético que es aprovechado por las unidades de la enzima ATP sintetasa, para 
producir un elevado numero de moléculas de ATP. A este proceso de síntesis de ATP a 
partir de la energía derivada del flujo de protones H + se le denomina 
fosforilación oxidativa. 
 
Los electrones arrebatados a los H+, que habían llegado “saltando” hasta el 
complejo IV de la cadena respiratoria, son lanzados desde este complejo hacia la 
matriz mitocondrial, donde chocan con moléculas de O2 que resultan ionizadas, 
pudiendo combinarse en este estado un átomo de oxigeno con dos iones H+, 
procedentes del espacio intermembranoso y formar finalmente una molécula de H2O. 
Como se pudo observar, el papel del O2 es el de aceptor de H+ procedentes del 
espacio intermembranoso, permitiendo la formación de agua y evitando una elevación 
excesiva de acidez en la matriz mitocondrial. 
 Productos finales del metabolismo mitocondrial. 
 Se obtienen los siguientes productos: 
1. CO2 : Resultado de las descarboxilaciones del ciclo de Krebs y del ácido 
pirúvico. 
2. H2O: Resultado de la combinación de oxigeno ionizado con el H+ procedente de 
espacio intermembranoso 
3. ATP: Resultado de la fosforilación oxidativa. 
4. Calor : Que se produce como resultado de aquella energía que no llegó a 
almacenarse en los enlaces de ATP. 
POTENCIAL DE ACCIÓN 
 
 Concepto: 
 Es un conjunto de rápidos cambios en la polaridad eléctrica de la membrana 
neuronal, consecutivos a un estímulo y que se produce como resultado de súbitas y 
alternantes modificaciones en la permeabilidad de la membrana a los iones Na+ y K+. 
 
 
 MECANISMO DE PROUCCIÓN: 
 Debemos recordar que partimos de la situación de potencial de membrana en 
reposo, en la cual el Na+ no difunde fácilmente a través de la membrana, mientras 
que el K+ si lo hace desde el interior hacia el exterior, pero que gracias a la 
bomba de Na-K las concentraciones de ambos iones se mantienen, de forma tal que el 
K+ continúa más concentrado en el interior y el Na+ en el exterior. 
 
 De igual manera debemos recordar que como resultado de lo anterior la superficie 
externa de la membrana queda cargada positivamente y la superficie interna queda 
con predominio de cargas eléctricas negativas, estableciéndose una diferencia de 
potencial eléctrico entre el exterior y el interior ( medible con 
microvoltímetro ) a la que llamamos POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO. 
 Hay que recordar, que en la membrana neuronal no sólo existen los canales de 
“escape libre” Na-K que permanecen abiertos siempre, sino que también, existen 
numerosos canales, un grupo de ellos específicos para el Na+ y otro grupo decanales específicos para el K+, que permanecen cerrados durante el estado de 
potencial de membrana en reposo. Permanecen cerrados por una “puerta de voltaje” 
que no es más que un estado conformacional de las paredes del canal, inducido 
por el voltaje eléctrico (- interior, + exterior) que prevalece en el estado de 
reposo de la membrana. Veamos la siguiente figura. 
 
¿Cómo se desarrollan los acontecimientos que implican a estos dispositivos en la 
producción del potencial de acción?. 
 
 1.- Primero, tiene que actuar sobre la membrana ( ver fig.) un estímulo de 
suficiente intensidad (estímulo umbral) como para ocasionar una variación en el 
potencial eléctrico local de tal magnitud que se abran las compuertas de voltaje 
externas de los canales de Na+. 
 2.- La avalancha de Na+ que ingresa ahora a la neurona, aumenta las cargas + 
del lado interno de la membrana en la misma zona por donde entraron, dejando un 
déficit de cargas + del lado externo el cual, se torna negativo. 
3.- El mismo cambio local de cargas en la superficie externa de la membrana (de 
signo -) por donde se abrieron los canales de Na+ (ver mitad superior de la fig.), 
constituye un cambio de voltaje local que desencadena la apertura de compuertas de 
voltaje de canales de Na+ contiguos a los anteriores (ver mitad inferior de la 
fig.) con la consiguiente entrada de más Na+. Así, sucesivamente se va produciendo 
una “ola” en la cual, como efecto “dominó”, se van abriendo más y más canales de 
Na+, propagándose este efecto por toda la superficie de la membrana. 
4.A medida que este “frente” de entrada de Na+ va avanzando, se abren por detrás 
canales de K+ de puerta de voltaje, que permiten un escape de K+ hacia el exterior, 
lo que permite recuperar las cargas positivas de la superficie externa y las 
negativas en la interna (ver mitad inferior de la fig.). Así, mientras va avanzando 
el “frente de Na+”, por detrás va avanzando,“siguiéndole los talones”, un “frente 
de salida de K+, que tiende a recuperar, en décimas de milisegundos la polaridad 
eléctrica normal de la membrana. 
 
En la presente figura se ilustran también los acontecimientos que se suceden, en 
forma concatenada, en relación a la permeabilidad al Na+ y al K+ y que constituyen 
la base del potencial de acción .El potencial de acción, generado por la entrada de 
Na+ como respuesta a un estímulo umbral, recibe el nombre de potencial “todo o 
nada”. 
Los cambios eléctricos de la membrana ocurridos durante el potencial de acción se 
pueden registrar con eléctrodos conectados a un micro voltímetro y oscilógrafo, 
obteniéndose una curva, como la de la figura a la izquierda. Obsérvese que cuando 
la onda despolarizante llega a la zona donde está el electrodo de registro dentro 
de la fibra nerviosa, la positividad ocasionada por la entrada del Na+ se registra 
por un desplazamiento hacia arriba de la curva que llega hasta valores de +35mV. 
Toda esa rama ascendente de la curva del potencial de acción, representa el proceso 
de despolarización de la membrana, es decir, el tiempo durante el que permanecen 
abiertos los canales de Na+ y por tanto, el brevísimo lapso durante el que penetra 
este ión. La cima de la curva indica el momento en que se cierran los canales de 
Na+ y se abren los canales de K+ con puerta de voltaje. La rama descendente indica 
el tiempo en que está saliendo gran cantidad de K+ para repolarizar el exterior de 
la membrana (proceso de repolarización) . 
La duración de todo el mecanismo de producción del potencial de acción es de 
¡apenas tres y media a cuatro décimas de milisegundo!. Y este proceso continúa 
repitiéndose cíclicamente a medida que se va propagando el fenómeno a todo lo largo 
de la membrana de la fibra nerviosa. El nombre de potencial “todo o nada” se debe a 
que el mecanismo de desencadenamiento del potencial de acción requiere, de que el 
estímulo que lo provoque, tenga un valor o intensidad mínima umbral. Cualquier otro 
estímulo inferior al valor umbral (estímulo subumbral) no logrará desencadenar el 
potencial de acción. 
 
En la presente figura ilustramos las etapas del potencial de acción, en su curva y 
, más a la izquierda, los canales que van entrando en funcionamiento a medida que 
se van desarrollando dichas etapas: 
1- Sólo están abiertos canales escape Na-K. 
2- Se abren canales de Na+ con puerta de voltaje y entra Na+. 
3- Se abren más canales de Na+ y entra más Na+ (despolarización). 
 
4- Se cierran los canales de Na+ con puerta de voltaje. 
5- Se abren los canales de K+ con puerta de voltaje y sale mucho K+ que repolariza 
la membrana. 
6- Se cierran los canales de K+ con puerta de voltaje y persisten abiertos los de 
escape de K+. 
 Propagación del potencial de acción: 
 Como ya habíamos comentado, los cambios del potencial de acción, desencadenados 
por un estímulo umbral no se limitan al sitio mismo donde incidió el estímulo, sino 
que se propaga por toda la membrana como una onda despolarizante, constituyendo un 
impulso nervioso que puede viajar largas distancias a todo lo largo de la fibra 
nerviosa y ser transmitido a otras neuronas, fibras musculares o a cualquier otro 
tipo de célula efectora. 
 
 
En la presente figura se ilustra la propagación de un potencial de acción por la 
membrana de una fibra nerviosa que ha sido estimulada en su punto medio. Obsérvese 
como se propaga en ambas direcciones despolarizando la membrana de toda la fibra 
nerviosa. 
 
En el caso de un potencial de acción que se origina por un estímulo umbral en una 
dendrita o en el soma mismo de la neurona, la onda despolarizante va recorriendo 
toda la membrana en el sentido que indican las flechas en rojo: primero las 
dendritas, seguidamente el soma neuronal y finalmente, desde el cono del axón, en 
dirección a su extremo distal. 
 
En esta figura se ilustra lo más significativo de los fenómenos iónicos que se 
desarrollan durante el avance de la onda despolarizante del potencial de acción a 
lo largo de la membrana axonal. La zona rosada muestra la región de membrana que va 
siendo despolarizada por la progresiva y rápida apertura de los canales de Na+ con 
puerta de voltaje; la zona verde indica como la salida de K+, por los canales de 
voltaje para este ión, van repolarizando la membrana y por último, la zona en 
beige, la zona de membrana ya repolarizada, en la cual la bomba de Na-K devolvió al 
interior de la fibra todo el K+ que escapó durante la repolarización, intercambiado 
por el Na+. 
 
 Conducción de impulsos a lo largo de fibras de troncos nerviosos: 
 Los nervios periféricos son como “cables conductores” de impulsos nerviosos. 
Cada tronco nervioso está formado por numerosas fibras nerviosas ( axones o 
dendritas) pertenecientes, cada una de ellas, a una neurona. Los impulsos nerviosos 
son potenciales de acción que viajan a lo largo de cada una de estas fibras. En la 
siguiente diapositiva mostramos la sección transversal de un nervio periférico 
donde se aprecia la constitución del mismo. 
Aquí observamos parte de un fascículo de un nervio periférico cortado 
transversalmente, donde se visualizan numerosas fibras nerviosas, muchas de ellas 
rodeadas por un anillo violeta. Esas fibras son mielínicas, quiere decir, que están 
rodeadas por una vaina de una compleja sustancia lipoprotéica, aislante, llamada 
mielina; si observamos detenidamente veremos otras, no menos numerosas, pequeñas 
fibras, que se ven desprovistas del anillo obscuro y son fibras amielínicas, o sea, 
sin vaina de mielina. 
 
ESTRUCTURA DE UNA FIBRA MIELÍNICA: 
Está formada por un axón en torno al cual se arrolla, en varias vueltas, un tipo de 
célula especial de sostén del sistema nervioso periférico, llamada célula de 
Schwann. La mielina, no es más que el enrollamiento apretado y sucesivo de varias 
capas de membrana de célula de Schwann entorno al axón. La vaina de mielina 
garantiza una rápida y eficaz conducción de los impulsos nerviosos a lo largo de la 
fibra nerviosa. 
 
 
Las células de Schwann se disponen a lo largo del axón enrolladas, como se aprecia 
en esta figura y en la anterior, colocándose una a continuación de la otra y 
aportando cada una un segmento de vaina de mielina. Entre una célula de Schwann y 
la siguiente, queda un segmento de axón desnudo, solamente cubierto por su 
membrana (axolema). Esos espacios de axón desnudo, entre células de Schwann 
contiguas se denominan nodos de Ranvier. 
 
TRANSMISIÓN DE IMPULSOS NERVIOSOS A LO LARGO DE FIBRAS MIELÍNICAS (CONDUCCIÓN 
SALTATORIA): 
Los nodos de Ranvier son los únicos sitios del axolema que quedan desprovistos de 
vaina de mielina y de células de Schwann, existiendo en ellos numerosos canales de 
Na+ con puerta de voltaje, así como de K+. Son estos sitios los únicos que se 
despolarizan y repolarizan, alternamente, sin que participen del proceso las partes 
de axolema aisladas (internodos), envueltas por las células de Schwann. 
Como resultado de lo anterior se producen desplazamientos iónicos, de nodo de 
Ranvier a nodo de Ranvier, como “saltos” , de forma tal que solamente se 
despolarizan y repolarizan los nodos. Esto permite una propagación muy rápida del 
potencial de acción ya que se reduce la superficie a despolarizar, así como 
también, la superficie a repolarizar, ahorrando la neurona considerable cantidad de 
ATP, pues solamente tendrá que trabajar la bomba de Na+-K+ de los nodos de Ranvier, 
para restablecer las concentraciones adecuadas de Na+ y K+. 
RESUMIENDO: 
 El potencial de acción es un cambio brusco del potencial de membrana en reposo. 
 Se produce por acción de un estímulo umbral sobre la membrana neuronal. 
 Este estímulo tiene la suficiente intensidad como para abrir canales de Na+ con 
puerta de voltaje y que entren a través de los mismos grandes cantidades de este 
ión. 
 La entrada de Na+ produce una despolarización de la membrana que resulta en la 
inversión de la distribución de las cargas eléctricas, tornándose el interior 
positivo y el exterior negativo. 
 Estos cambios se propagan rápida e inevitablemente por toda la membrana 
constituyendo lo que llamamos impulso nervioso. 
 Las áreas de membrana que van quedando despolarizadas, experimentan seguidamente 
un proceso de repolarización que permite la restitución de las cargas positivas 
en el exterior de la membrana a expensas del K+, que sale al exterior a través 
de canales de K+ de voltaje, que se abren como resultado de la despolarización 
misma. 
 De esa manera la membrana se repolariza, pero aún no recupera su excitabilidad, 
hasta que la bomba de Na-K se encargue de introducir al K+ y de extraer al Na+, 
cuestión esta que se produce en décimas de milisegundo.