NANOPARTÍCULAS LIPÍDICAS COMO SISTEMAS DE ADMINISTRACIÓN ...
Estructura General de la membrana plasmática 10 La estructura de los fosfolípidos les permite...
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uctura General de la membrana plasmática 10 La estructura de los fosfolípidos les permite formar bicapas lipídicas de una forma “espontanea” cuando se encuentran en medio acuoso. Veamos la estructura típica de un Fosfoacilglicerol como es la Fosfatidilserina. Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complut Cola apolar formada por las cadenas de 2 Acidos Grasos Cabeza polar cargada Representación esquemática Estructura tomada de : http://www.iqb
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Estructura General de la membrana plasmática 10
La estructura de los fosfolípidos les permite formar bicapas lipídicas de una forma “espontanea” cuando se encuentran en medio acuoso. Veamos la estructura típica de un Fosfoacilglicerol como es la Fosfatidilserina.
Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid
Cola apolar formada por las cadenas de 2 Acidos
Grasos
Cabeza polar cargada
Representación esquemática
Estructura tomada de : http://www.iqb.es
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La estructura de los fosfolípidos les permite formar bicapas lipídicas de una forma “espontanea” cuando se encuentran en medio acuoso. Cuando los Fosfolípidos de cola doble se añaden a agua y se agita fuertemente o se sonica, se obtienen liposomas.
Agregación cola – cola e interacción cabeza - agua
Liposoma
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El uso experimental de liposomas ha permitido conocer las propiedades de las membranas.
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Así, se pueden construir membranas artificiales mediante la adición de Proteínas a los liposomas.
Proteínas de membrana
Membrana artificial
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Los liposomas se pueden utilizar para vehicular fármacos.
Los liposomas se pueden utilizar también para transfectar células; es decir, para introducir genes u otros fragmentos de DNA en el interior de las células.
Molécula de DNA circular ( Plásmido )
Transfecciónintegración
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Difusión de los fosfolípidos en las membranas :
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Los fosfolípidos sufren varios tipos de movimiento dentro de la membrana :
Movimiento rotacionalIntercambio transversal o “flip-flop”Difusión lateralFlexión de las cadenas alifáticas
El Movimiento rotacional es rápido y espontáneo
Eje de rotación
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Los fosfolípidos sufren varios tipos de movimiento dentro de la membrana :
Movimiento rotacionalIntercambio transversal o “flip-flop”Difusión lateralFlexión de las cadenas alifáticas
El Intercambio transversal o “flip-flop” es termodinámicamente muy desfavorable.
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Los fosfolípidos sufren varios tipos de movimiento dentro de la membrana :
Movimiento rotacionalIntercambio transversal o “flip-flop”Difusión lateralFlexión de las cadenas alifáticas
La Difusión lateral es rápida y espontánea
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Los fosfolípidos sufren varios tipos de movimiento dentro de la membrana :
La Flexión de las cadenas alifáticas de Acidos Grasos Insaturados y Polinsaturados es rápida y espontánea. Esto, junto al movimiento de rotación produce un “aleteo” continuo en la bicapa lipídica que es el fundamento de la fluidez de la membrana. El colesterol es una molécula plana que se intercala entre los Fosfolípidos y reduce la fluidez.
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Movimiento rotacionalIntercambio transversal o “flip-flop”Difusión lateralFlexión de las cadenas alifáticas
Saturados
Insaturado
Los ácidos grasos que encontramos en las membranas en diferentes proporciones son :
Ácido GrasoNúmero de carbonos
Número de dobles enlaces
Mirístico 14 0 saturado
Palmítico 16 0 saturado
Esteárico 18 0 saturado
Oleico 18 1 monoinsaturado
Linoleico 18 2 diinsaturado (*)
Linolénico 18 3 trinsaturado (*)
- Linolénico 18 3 trinsaturado (*)
Araquidónico 20 4 tetrainsaturado (*)
Los señalados con (*) pertenecen al grupo de Poliinsaturados
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La distribución de los Fosfolípidos entre ambos lados de la membrana plasmática es asimétrica. Cada Fosfolípido se dispone preferentemente en un lado u otro de la membrana.
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Cara externa de la membranaMayor proporción lípidos con Colina
Cara interna de la membranaMayor proporción Aminofosfolípidos
50 %
50 %
25 %
25 %
Fosfolípidos Totales
EM Esfingomielina
PC Fosfatidilcolina
PE Fosfatidiletanolamina
PS Fosfatidilserina
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Dibujo Tomado de : http://www.chori.org/investigators/kuypers_research.html
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In steady state, the choline containing phospholipids, sphingomyelin (SM) and phosphatidylcholine (PC) are mainly found on the outside of the bilayer while the aminophospholipids are mainly (phosphatidylethanolamine, PE), or exclusively (phosphatidylserine, PS), found in the inner monolayer. This organization is maintained by an active set of transport systems that "flip" and "flop" phospholipids across the membrane. The flipase actively transports aminophospholipids from the outer to the inner monolayer, while the scramblase, when activated, moves all phospholipids in both directions, thereby scrambling the phospholipid distribution. PS exposed on the surface forms a docking site for hemostatic factors such as the prothrombinase complex (factor Xa, Va and II). In addition, PS is recognized by macrophages and interacts with proteins such as annexin V
La creación y el mantenimiento de esta asimetría requiere de procesos enzimáticos. Estos procesos son catalizados por los enzimas :
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Flipasa. Este enzima transporta los Fosfatidilserina y Fosfatidiletanolamina desde la cara externa de la membrana a la interna, a alta velocidad y de una forma ATP dependiente. A este enzima se le llama también Translocasa. Se conocen varias formas que se agrupan en la familia de transportadores MDR-ABC ( ATP BINDING CASETTE ) que son P-Glicoproteínas de Resistencia a Multidrogas : ABCB4 / PGY3 / MDR3, ABCB1 / PGY1 / MDR1, ABCA4 / ABCR / RMP , Existe también una flipasa de Colesterol llamada ABCA1.
Flopasa. Este enzima transporta inespecíficamente fosfolípidos desde la cara interna de la membrana a la externa, a baja velocidad y de una forma ATP dependiente. Es la Proteína Asociada a la Resistencia a Multidroga ABCC1 / MRP1
Scramblasa. Este enzima causa una homogeneización en la distribución de los fosfolípidos a ambos lados de la membrana. Lo hace mediante la catálisis de un rápido movimiento bidireccional entre las dos hojas de la membrana. Este enzima se activa con un incremento en la concentración de calcio intracelular. Se conocen varias formas : PHOSPHOLIPID SCRAMBLASE 1; PLSCR1 , PLSCR2, PLSCR3 , PLSCR4
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Dibujo Tomado de : http://www.bloodjournal.org/cgi/content/full/89/4/1121
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En este dibujo podemos ver la actividad de Flipasas, Flopasas y Scramblasas
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Proteínas Periféricas
Proteínas Integrales
Las Proteínas integrales tienen dominios Extracelular, Transmembrana e Intracelular o Citosólico.
Veamos nuevamente un esquema tridimensional del “Modelo del Mosaico Fluido”. La Matriz o entramado básico es una bicapa lipídica en la cual se encuentran embebidas las proteínas integrales de membrana ( glicoproteínas ). Observemos la parte glicídica de Glicoproteínas y Glicolípidos desplegada al espacio extracelular
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Dibujo tomado de http://encyclopedia.thefreedictionary.com/cell+membrane
