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LA CELULA Y SU FUNCION
Universidad de SonoraLicenciatura en Medicina
Fisiología ITercer Semestre
Jorge Isaac Cardoza AmadorMedicina Interna
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
LA CELULA
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
Citoplasma y Núcleo Protoplasma
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
La célula
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Evolución de la célula
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
La célula
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
Protoplasma: Agua Electrolitos Proteínas
Estructurales Globulares
Lípidos Carbohidratos
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula
Protoplasma: Agua: 80% Electrolitos:
Potasio Magnesio Fosfato Sulfato Bicarbonato Poco: Na, Cl, Ca
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Organización de la célula Proteínas: 20% de la
masa celular Estructurales:
Pelo Microtúbulos
– Citoesqueleto• Cilios• Axones• Husos mitóticos
Extracelulares– Colágena– Elastina
• Tej conectivo, vasos, tendones ligamentos
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Organización de la célula Proteínas
Globulares Enzimas En estructuras
membranosas intracelulares
Catalizadores Lípidos: 2%
Insolubles en agua Fosfolípidos y Colesterol Triglicéridos (en los
adipocitos)
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Organización de la célula
CARBOHIDRATOS No tienen función estructural (excepto en
las GP) En el LEC: glucosa disuelta Intracelular: glucógeno
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Estructura Física de la Célula
Membrana celular Membrana nuclear Retículo
endoplásmico Aparato de Golgi Mitocondrias Lisosomas Centríolos
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Estructuras membranosas de la célula
Membranas compuestas por Lípidos y proteínas
Lípidos: barrera contra el agua e hidrosolubles Proteínas: conductos para substancias específicas
Membranas: Celular Nuclear Del retículo endoplásmico De las mitocondrias, De los lisosomas Del aparato de Golgi
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Membrana celular
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Membrana celular Barrera lípida:
Bicapa de dos moléculas de espesor
Compuesta de fosfolípidos
– Fosfato: hidrosoluble (hidrófila)
– Ac. Graso: liposoluble (hidrófoba)
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Membrana celular Impermeable a:
(hidrosolubles) Iones Glucosa Urea
Permeable a:(liposolubles) Oxígeno Dióxido de carbono Alcohol
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Proteínas de la Membrana celular
Glucoproteínas
P. transportadoras
P. acarreadoras
(transporte activo)
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Carbohidratos de la MC“glucocáliz” celular
Se presentan junto con proteínas y lípidos Glucoproteínas Glucolípidos
Los CH sobresalen de MC
Proteoglucanos
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Carbohidratos de la MC“glucocáliz” celular
Funciones: Poseen carga
negativa Forman uniones
intercelulares Substancias
receptoras Reacciones
inmunitarias
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Citoplasma y organelos
Citosol: porción líquida del citoplasma Glóbulos de grasa neutra Gránulos de glucógeno Ribosomas Retículo endoplásmico Aparato de Golgi Mitocondrias Lisosomas Peroxisomas
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El Citoplasma
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Retículo endoplásmico
Estructuras tubulares y vesículas conectados entre sí
Su pared es igual a la membrana celular
Está lleno de matriz endoplásmica Posee gran cantidad de sistemas
enzimáticos fijos que coordinan las funciones metabólicas de las células
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Retículo endoplásmico rugoso
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Retículo endoplásmico
Ribosomas y RER: Los Ribosomas
contienen RNA y proteínas
Función: sintetizar proteínas
RE Liso: Sin ribosomas Sintetiza lípidos Participa en muchos
procesos enzimáticos celulares
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Aparato de Golgi
Relacionado con el Retículo endoplásmico por las vesículas ER
Membranas celulares similares al REL Cuatro o más capas de vesículas
aplanadas adyacentes al núcleo Función: Síntesis protéica
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Aparato de Golgi
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Lisosomas
Formados por el Aparato de Golgi Se dispersan por todo el citoplasma Sistema digestivo intracelular
Alimento Estructuras celulares dañadas Bacterias
Contienen enzimas hidrolíticas
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Mitocondrias
Central energética de la célula Poseen dos membranas
Externa Interna: forma los pliegues que fijan
enzimas oxidativas Están llenas de matriz mitocondrial Capaces de autorreplicarse
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Mitocondria
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Mitocondrias
Oxidan los nutrientes: Se produce CO2 y H2O La energía liberada se utiliza para
sintetizar ATP (adenosín-trifosfato) El ATP se transporta de la mitocondria al
citoplasma para liberar energía necesaria para al función celular.
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Otras estructuras y organelos citoplásmicos
Proteínas fibrilares: rigidez Microtúbulos:
Transporte intracelular Cilios La cola del espermatozoide El aparato mitótico
Aparato contractil del músculo Vesículas o gránulos secretorios
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El núcleo celular
Centro de control celular
DNA: genes Determinan las
características de las enzimas citoplásmicas
Regulan la reproducción celular
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El núcleo celular La membrana
nuclear es doble Una dentro de la otra La externa se
continúa con el RE Tiene miles de
poros nucleares para el paso de moléculas de 15000 a 44000
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El Nucleolo Carece de membrana
limitante. Pueden ser uno o
varios ARN y proteínas
similares a las de los ribosomas
Aumenta de tamaño durante la síntesis protéica
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
El Nucleolo
Función: Formar subunidades
glanulares de ribosomas
Pasan al citoplasma por los poros del núcleo y forman “ribosomas maduros”
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Sistemas funcionales de la célula
Ingestión celular: Difusión y Transporte Activo
La mayor parte Endocitosis
Pinocitosis– Vesículas muy
pequeñas llenas de LEC
Fagocitosis– Partículas grandes
como: bacterias, células o tejido necrosado
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Pinocitosis
Se realiza continuamente y rápido Macrófagos
Las vesículas son muy pequeñas, ME Entran macromoléculas de proteínas a la
célula a través de la membrana. Proteinas >>> receptores en la membrana >>> >
depresiones revestidas >> vesícula Clatrina, actina, miosina Requiere de ATP y Ca
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Fagocitosis Entran partículas
grandes a la célula a través de la membrana.
Macrófagos tisulares, leucocitos Bacterias, células
muertas, restos tisulares Las bacterias se unen a
un receptor Opsonización
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
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Digestión de substancias fagocitadasFunción de los lisosomas
A la vesícula fagocitada se le unen varios lisosomas Le vacían hidrolasa ácida Se forma una vesícula digestiva Se digiere el interior de la vesícula digestiva Los productos de la digestión (aa, glucosa, fosfatos),
pueden difundir al citoplasma. El resto forma el corpúsculo residual que se excreta
por exocitosis. Los lisosomas contienen:
Lisozimas y lisoferrina
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Formación de proteínas por elretículo endoplásmico rugoso
Cubierto de ribosomas Expulsan su material al
citosol y al interior de vesículas endoplásmicas
Se forman glucoproteínas
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Formación de lípidos por elretículo endoplásmico liso
Fosfolípidos y Colesterol Se integran a la membrana del REL El REL está en continuo crecimiento Forman las vesículas de transporte que
se dirigen hacia el Aparato de Golgi Proporciona enzimas para:
La degradación del glucógeno La eliminación de sustancias tóxicas
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Funciones de síntesis del aparato de Golgi
Procesa substancias formadas en el RE Sintetiza carbohidratos:
Ac. Siálico y Galactosa Grandes polisacáridos
Ac. Hialurónico y sulfato de condroitina– Proteoglicanos secretados en el moco– Sustancia fundamental intersticial– Matriz orgánica del cartílago y del hueso
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Esquema del aparato de Golgi
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Proceso de las secreciones endoplásmicas por el aparato de Golgi
Retículo endoplásmico: proteínas >>> vesículas de transporte >>> aparato de Golgi >>> se añaden moléculas de CH >>> condensa las secreciones del RE vesículas secretoras >>>>LEC
El aparato de Golgi forma: Vesículas secretoras Lisosomas
Las vesículas secretoras se fusionan con la membrana celular o la de los organelos
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Extracción de energía de los nutrientes: mitocondrias
La Célula obtiene energía de: Oxígeno Carbohidratos:
Glucosa Grasas:
Ácidos grasos Proteínas:
Aminoácidos
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Extracción de energía de los nutrientes: mitocondrias
La energía liberada se emplea para la síntesis de: Adenosíntrifosfato
EL ATP se utiliza como fuente de energía en toda la célula para todas las reacciones metabólicas intracelulares.
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Mitocondria
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Características funcionales del adenosintrifosfato (ATP)
Nucleótido Base nitrogenada:
Adenina Pentosa:
Ribosa Tres radicales fosfato Dos uniones fosfato
de alta energía 12000 calorías
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Características funcionales del adenosintrifosfato (ATP) Para liberar su energía:
Pierde un radical de ácido fosfórico
Se forma ADP Después se une
nuevamente el ácido fosfórico Se forma nuevo ATP El ciclo se repite
indefinidamente
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Procesos químicos en la formación del ATP: Papel de la mitocondria Al entrar la glucosa a la célula:
Glucólisis: Glucosa >>> Ac. Pirúvico
– ADP>>>ATP– 5% del metabolismo energético celular total
La mayor parte del ATP celular se forma en la mitocondria
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Procesos químicos en la formación del ATP: Papel de la mitocondria En la mitocondria:
Ac. Pirúvico, Acidos grasos y aminoácidos >>>>acetil-CoA>>>>Ciclo de Krebs >>>> átomos de hidrógeno y dióxido de carbono
El CO2 sale de la mitocondria y finalmente de la célula
Los átomos de H se combinan con O2 y se libera gran cantidad de energía que permite ADP >>> ATP
El ATP se va al citoplasma para proporcionar energía para las funciones celulares
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Funciones celulares y ATP
El ATP se utiliza para: Transporte a través de las membranas
Bomba de sodio-potasio Síntesis de compuestos químicos
Síntesis protéica Trabajo mecánico
Contracción muscular
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Funciones celulares y ATP
Además el ATP se utiliza para: Transporte a través de las membranas de:
Iones de potasio, calcio, magnesio, fosfato, cloruro, urato, hidrógeno.
Síntesis de: Fosfolípidos, Colesterol Purinas (adenina, guanina) Pirimidinas (timina y citosina)
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Movimiento celular amiboideo
Movimiento de los leucocitos a través de los tejidos
Proyección de un seudópodo que se fija al tejido circundante
Exocitosis y endocitosis continuas Fibronectina, Actina, Miosina Ectoplasma
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Quimiotaxis
Quimiotaxis positiva Se acerca a la fuente de la sustancia
Quimiotaxis negativa Se aleja
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Cilios y movimientos ciliares
En forma de látigo sobre la superficie celular Superficies internas de:
Vías respiratorias Trompas de falopio
El cilio está cubierto por membrana celular 11 microtúbulos: 9 dobles y 2 simples Cada cilio es el sobrecrecimiento del cuerpo
basal del cilio
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Cilios y movimientos ciliares
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Corte transversal de un cilio
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Cilios y movimientos ciliares
Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-Hill,1998
Adenosintrifosfato (ATP)
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Citoesqueleto
