HistologíaEs la rama de la biología encargada del análisis microscópico de la anatomía celular y tisular de los tejidos biológicos.

Marcello Malpighi es reconocido como el fundador de la Histología

Las primeras investigaciones histológicas se hicieron en el siglo XVII gracias a la invención del microscopio óptico por Antonio Van Leeuwenhoek

¿Qué es la Citología? o Biología Celular es una disciplina académica que se encarga del estudio de las células en cuanto a lo que respecta a las propiedades, estructura, funciones, organelos, su interacción con el ambiente y su ciclo vital.

Necropsias: Se obtienen piezas de un cadáver. Para histología normal es necesario que se trate de un cadáver fresco y que no haya sido atacado por ninguna lesión, por lo menos el órgano que se quiere estudiar.

Biopsias: son trozos de tejido que se obtienen de un sujeto con vida con el objeto de estudiarlos al microscopio y efectuar un diagnostico histopatológico.

Piezas operadas: los tejidos han sido extraídos de las intervenciones quirúrgicas, generalmente tumores u órganos inflamados, también pueden darnos material de investigación.

Preparación Histológica de los tejidos

1- Obtención de la muestra: Fragmentos de tejido, de origen humano o animal

2-Fijación: Métodos: Químico: por inmersión , Físico: por congelación , Formalina: solución acuosa de formaldehído al 37%

3-Deshidratación: Se extrae el agua del tejido, utilizando para ello una serie de baños crecientes de alcohol.

4.- Aclaramiento: proceso por el cual se consigue la sustitución del agente deshidratante por una sustancia miscible (mezclable) con el medio de inclusión. (Xilol)

Sistema de Órganos: conjunto de órganos con funciones relacionadas

Tejido: agrupación de células con la misma función

Célula: Unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. Es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo.(Cel. Epiteliales cilindricas altas)

7-Orientación de la pieza: Para realizar el corte del tejido se monta el taco en el microtomo y se obtienen cortes sumamente delgados (5-10 micrómetros). Micro: pequeño / Tomo: corte 1 milímetro = 1000 micrómetros

8- Montaje: los cortes se colocan sobre láminas portaobjetos cubiertos previamente con capa de albúmina o gelatina

9- Aclaramiento: Extracción de la parafina con xilol (Desparafinación).

Biopsias por congelación

Para identificar hallazgos intraoperatorios inesperados, saber si se ha extirpado toda la masa patológica y si el borde de la resección quirúrgica está libre de tejido enfermo

• Se congelan fragmentos de tejido usando anhídrido carbónico comprimido o un líquido frío (isopentano) a una temp de -50ºC

• Corte del tejido congelado en un criostato (cámara refrigerada que contiene un microtomo)

• Montaje del corte en un portaobjetos

• Tinción del corte: HE, azul de metileno y PAS

Composición química de las muestras histológicas

La composición química de un tejido preparado para la coloración de rutina es muy diferente a la del tejido vivo.

Los componentes que quedan después de la fijación son moléculas de gran tamaño que no se disuelven con facilidad, entre ellos:

Nucleoproteínas

Proteínas intracelulares del citoesqueleto

Proteínas extracelulares

Complejos fosfolìpidos-proteínas

Los solventes disuelven los lípidos neutros. Las macromoléculas que se pierden durante la fijación de rutina son: Glucógeno, Proteoglucanos y glucosaminoglucanos. Los componentes solubles, los iones y las moléculas pequeñas también desaparecen durante la preparación de las muestras incluídas en parafina: glucosa, sodio,cloro y sustancias similares- Estos iones y pequeñas moléculas solubles no constituyen elementos morfogénicos hísticos sino que participan en los procesos de síntesis o en las reacciones celulares.

Colorantes usados en Microscopia óptica: Fundamento: Radica en la propiedad que tienen todos los tejidos para incorporar y fijar de modo variable diversas sustancias coloreadas. Según su afinidad tisular:

Colorantes básicos

Colorantes ácidos

Colorantes neutros

Colorantes metacromáticos

Colorantes indiferentes

Colorantes Básicos: poseen una carga global positiva (catiónicos), reaccionan con los componentes aniónicos de las células. Ej.Hematoxilina

Colorantes Ácidos: poseen una carga global negativa (aniónicos), reaccionan con los componentes catiónicos de las células. Ej. Eosina

Colorantes neutros: su carga global es neutra. Propiedad de colorear junta o separadamente diversas estructuras. Ej. Giemsa

Colorantes metacromáticos: colorantes básicos. Producen tonos de color totalmente distintos al que se espera por el colorante empleado. Ej: Azul de Toluidina

Colorantes Indiferentes: no poseen carácter ácido, básico o salino definido. Colorean mediante impregnación. Ejm: Plata

Coloración Hematoxilina-Eosina (H.E): Utiliza dos tipos de colorantes. La hematoxilina que es un colorante básico, colorea los componentes ácidos de la célula (núcleo) de color morado; y la eosina que es un colorante ácido se une a estructuras básicas de la célula (citoplasma) otorgándole una tonalidad rosada

Coloración con PAS (ácido periódico-Shiff): se usa para determinar la presencia de macromoléculas ricas en glúcidos como glucógeno, glucoproteínas y glucosaminoglucanos. Se observa color fucsia al microscopio óptico. (Coloración Histoquímica)

Coloración con Azán: (tricrómica): se obtiene tres colores diferentes: Azul oscuro en los núcleos de la célula; rojo en el músculo, queratina y citoplasma celular, y azul claro en el mucinógeno y colágeno, o sea en el tejido conjuntivo

Coloración con metales: actúan impregnando a ciertos componentes celulares. Se usan para demostrar aparato de golgi, y las neurofibrillas.Ej: sales de plata, tetraóxido de osmio

Coloración con hematoxilina férrica: útil para estudiar detalles celulares finos. Ej. Las fibras elásticas y las mitocondrias presentes en el citoplasma de ciertas células

Tricrómico de Cajal y Gallego: implica el uso de tres colorantes. Para demostración diferencial y selectiva de las fibras colágenas y del músculo.

Coloración con hematoxilina férrica: útil para estudiar detalles celulares finos. Ej. Las fibras elásticas y las mitocondrias presentes en el citoplasma de ciertas células

Tricrómico de Cajal y Gallego: implica el uso de tres colorantes. Para demostración diferencial y selectiva de las fibras colágenas y del músculo.

Elementos celulares que presentan basofilia, que representan los estructuras ácidas y se ven de color morado al microscopio óptico Heterocromatina y nucléolos del núcleo, Algunos componentes citoplasmáticos, Material extracelular

Elementos celulares que presentan acidofilia, que representan las estructuras básicas y se ven de color rosado al microscopio óptico, La mayoría de los filamentos citoplasmáticos,La mayoría de los componentes membranosos intracelulares,La mayoría de las fibras extracelulares

La Luz como onda

En una onda electromagnética, por ejemplo, el campo eléctrico cambia en intensidad de manera cíclica así:

• Cada ciclo de la onda se repite en intervalos separados por una longitud de onda

• La frecuencia mide el número de estos ciclos que ocurren cada segundo.

En la luz, la longitud de onda determina el color de la luz (por ejemplo la longitud de onda correspondiente al color verde es de 550 nanómetros)

EL ESPECTRO ÓPTICO

La luz blanca está compuesta de ondas de diversas frecuencias. Cuando un rayo de luz blanca pasa por un prisma se separa en sus componentes de acuerdo a la longitud de onda así:

Microscopía

AUMENTO

Es la relación entre el tamaño de la imagen y el del objeto en medidas lineales

El Aumento de un microscopio es:

Am= A lente objetivo x A Lente ocular

Ej: Ocular: 10X

Objetivo: 40X

¿Cuanto es el aumento del microscopio?

Poder de resolución

Es la capacidad de producir imágenes separadas de objetos que están muy cerca uno de otro. Numéricamente equivale a d o distancia mínima entre dos objetos distinguibles.

Ojo humano: d= 0.2 mm

Depende de:

Apertura numérica (An) del sistema óptico (objetivo y condensador)

Longitud de onda de la luz incidente ()

Microscopio óptico de Campo Claro

Usa Luz Visible. D = 0.2 um.(micrométro) La luz atraviesa el objeto examinado y el objetivo capta la luz directa proveniente de la fuente luminosa

Utilidad: Académico, Diagnóstico clínico (Lab. Bioanálisis, Patológico), Investigación.

Componentes Principales:

Fuente Luminosa

Lente Condensadora: para enfocar el haz de luz a la altura de la muestra

- Platina: sobre la que se coloca la muestra.

- Lente Objetivo: para recoger la luz que ha atravesado la muestra

- Lente ocular: a través de la cual se puede examinar directamente la imagen formada por la lente objetivo

Examen de un Preparado Histológico con el Microscopio Óptico

Los artefactos o artificios son elementos que

representan un error en el proceso de preparación (partículas de polvo, fragmentos de vidrio, agregados de colorante, filamentos de gasa etc.)

OTROS SISTEMAS ÓPTICOS

• Microscopio de Contraste de Fase: Aprovecha las pequeñas diferencias en el índice de refracción que hay en diferentes partes de una muestra de células o tejidos. Las partes oscuras corresponden a las regiones densas y las partes claras corresponde a las regiones menos densas

Utilidad: permite observar las células en acción y estudiar los movimientos implicados en procesos como la mitosis o la migración celular. Estudiar cortes semifinos no teñidos

Microscopio de Campo Oscuro

La lente objetivo no capta la luz directa proveniente de la fuente luminosa.El principio se consigue con un condensador específico que permite transmitir la luz de forma circular, dejando el centro oscuro. Con esto se logra que el fondo de la muestra aparezca negro y los especimenes brillantes.

Utilidad: En la práctica clínica para la detección de cristales en la orinay la identificación de espiroquetas

Microscopio de Fluorescencia

Aprovecha la capacidad de algunas moléculas de fluorescer bajo la luz UV

Utilidad: Detección de moléculas con autofluorescencia como la vitamina A y algunos neurotransmisores (fluorescencia natural) En técnicas de inmunocitoquímica (fluorescencia secundaria), - En la investigación del trayecto de fibras nerviosas

Microscopio de Luz ultravioleta (UV)

Utiliza lentes de cuarzo con una fuente de luz ultravioleta. La imagen depende de la absorción de la luz UV por las moléculas de la muestra. La muestra no puede inspeccionarse directamente a través del ocular porque la luz UV no es visible y lesiona el ojo.

Utilidad: Detectar ácidos nucleicos, en especial las purinas y pirimidinas. Detectar proteínas que tienen ciertos aminoácidosen la práctica clínica para evaluar el gradode ploidia en cortes de tumores

MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA

Representa un gran adelanto respecto a la microscopía óptica ya que:

• La longitud de onda del haz de electrones es 2000 veces menor que la del haz de luz, por lo que aumenta la resolución por un factor de 10³.Los electrones no pueden atravesar el vidrio, por lo que deben remplazarse por bobinas o lentes electromagnéticas

Existen dos tipos: MET y el MEB

Microscopio Electrónico de Transmisión. Utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz. La fuente es un filamento de tungsteno calentado que emite electrones. El haz de electrones atraviesa unaserie de lentes electromagnéticas que Cumplen la misma función que las lentes cristal de un microscopio óptico. La imagen final se observa en una pantalla fosforescente

Microscopio Electrónico de Transmisión

Utiliza un haz de electrones en lugar de un haz de luz

La fuente es un filamento de tungsteno calentado que emite electrones. El haz de electrones atraviesa una serie de lentes electromagnéticas que Cumplen la misma función que las lentes cristal de un microscopio óptico.La imagen final se observa en una pantalla fosforescente

La Teoría celular

Las células se descubrieron en el siglo XVII. El inglés Robert Hooke, en 1665. Con un microscopio muy rudimentario

Examinó una preparación de corcho y descubrió que parecía estar compuesto por pequeñas celdillas rodeadas de paredes rígidas

Hasta el siglo XIX dos científicos, Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, formularon una teoría que explicara la estructura y funcionamiento de las células

En 1839, establecieron que todo ser vivo está formado por una o muchas células, que ésta es la estructura más pequeña que cumple todas las funciones vitales, y que toda célula procede a su vez de otra célula que se ha dividido.

Principios de la Teoría celular

1.Todos los seres vivos están constituidos por una o más células, es decir, la célula es la unidad morfológica de todos los seres vivos.

2. La célula es capaz de realizar todos los procesos necesarios para permanecer con vida, es decir, la célula es la unidad fisiológica de los organismos.

3. Toda célula proviene de otra célula.

4. La célula contiene toda la información sobre la síntesis de su estructura y el control de su funcionamiento y es capaz de transmitirla a sus descendientes, es decir, la célula es la unidad genética autónoma de los seres vivos.

El primer y segundo principios fueron establecidos por Schleiden y Schwann; posteriormente Virchow aportó el tercer principio sobre el origen de la célula. La teoría celular se puede completar con el cuarto principio propuesto por Sutton y Boveri

Funciones de Las Células

Nutrición

Las células necesitan agua para mantener sus estructuras y su equilibrio interno, y también se nutren de sustancias que toman del medio.

Ellas mismas son capaces de transformar esas sustancias en materia propia, o bien, la descomponen para obtener la

energía necesaria para vivir. A la vez, tienen que expulsar los desechos al exterior. Todos estos procesos reciben, en conjunto, el nombre de metabolismo celular.

Relación

La función de relación de una célula es su capacidad para recibir y responder a estímulos que provienen del exterior. Las células reaccionan fundamentalmente a la presencia de alimento, pues éste asegura su supervivencia.

Las células detectan básicamente estímulos de dos tipos: químicos y físicos. Un ejemplo de estímulo químico es la variación en la concentración de sal en el medio. Los Estímulos físicos son los cambios de temperatura, de luz, de presión, de gravedad o los cambios eléctricos.

Las células responden a estos estímulos por medio de un movimiento o de una variación en su actividad interna, es decir, en su fisiología

Reproducción

La reproducción es la capacidad de una célula (denominada célula madre) para dividirse en dos células hijas, idénticas entre sí e idénticas a la célula original. Por tanto, toda célula procede de otra célula anterior, mediante un proceso denominado división celular.

Células Procariotas

La célula procariota es muy sencilla y se caracteriza por carecer de membrana nuclear, por lo que el núcleo es difuso y el material genético se encuentra libre en el citoplasma.

Se trata de células más pequeñas, con un grado de complejidad estructural menor que las eucariotas, y tan sólo constituyen organismos unicelulares, como las bacterias.

Su citoplasma no presenta prácticamente ningún orgánulo y la membrana plasmática posee unos pliegues hacia el interior. En la parte externa se origina una envoltura protectora y resistente, la pared celular, de composición variada, rígida y responsable de la forma de la célula.

Célula Eucariota

La célula eucariota es más compleja y alcanza mayores niveles de organización al poder construir organismos unicelulares o pluricelulares. La organización eucariota la presentan las protoctistas, los hongos, las plantas y los animales.

Atendiendo a la naturaleza de los seres vivos, las células se dividen en animales y vegetales. Aunque poseen la misma estructura, las células vegetales tienen unos orgánulos característicos (plastos) y una cubierta externa de celulosa (pared celular) que las células animales no presentan

Forma y Tamaño de las células

La forma de las células está condicionada principalmente por su función. Puede variar en función de la ausencia de pared celular rígida, de las tensiones de uniones a células contiguas, de la viscosidad del citosol, de fenómenos osmEl tamaño celular es muy variable. En general varía entre 10-60 µm (1 µm=1/1000 mm) Los factores que limitan su tamaño son la capacidad de captación de nutrientes del medio que les rodea y la capacidad funcional del núcleo. óticos y de tipo de citoesqueleto interno.

El tamaño celular es muy variable. En general varía entre 10-60 µm (1 µm=1/1000 mm) Los factores que limitan su tamaño son la capacidad de captación de nutrientes del medio que les rodea y la capacidad funcional del núcleo.

Organizaciones celulares

En los organismos pluricelulares, las características específicas de cada célula están determinadas por las proteínas que elabora. Ej. Las células de la piel son ricas en queratina, sustancia de protección. Las musculares contienen miosina, que permite la contracción y el relajamiento de las fibras.

Las proteínas de las neuronas (células del sistema nervioso) participan en la transmisión de impulsos eléctricos, a través de sustancias químicas llamadas neurotransmisores.

El tejido cartilaginoso es elástico; con él se forman las articulaciones -uniones entre dos huesos- , que facilitan el movimiento

Métodos de Observación directa de células y tejidos vivos

Estudio de poblaciones celulares vivas fuera del organismo (Cultivo in vitro)

1.- Cultivo de células: aisladas y no organizadas en un tejido

2.- Cultivo de Tejido

3.- Cultivo de Órganos

Métodos de Fraccionamiento Celular

Separa los componentes celulares y mantiene al

mismo tiempo sus funciones.

1.- Centrifugación Diferencial: para la separación de organelas celulares

2.- Centrifugación por gradientes de densidad: se obtiene mayor cantidad de fracciones más limpias

3.- Cromatografía (Bioquímica, biología celular)

4.- Electroforesis (Bioquímica, biología celular)

Estudio de las Células

Ejemplo de Centrifugación: Es un método por el cual se puedenseparar sólidos de líquidos de diferente densidad mediante una centrifugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento rotatorio con una fuerza de mayor intensidad que la gravedad, provocando la sedimentación del sólido o de las partículas de mayor densidad

Ejemplo de Centrifugación Las partículas experimentan una aceleración que las obliga a sedimentar.

Centrifugación diferencial

La centrifugación diferencial se basa en la existencia de diferentes partículas en la suspensión que difieren en su densidad de la del medio.Si se centrifuga en condiciones suaves (poco tiempo, poco fuerza de aceleración) sedimentarán las partículas mayores y/o más densas. Cuando el sobrenadante de la primera centrifugación es centrifugado de nuevo en condiciones de mas tiempo y más fuerza de aceleración sedimentan de nuevo las

partículas más densas presentes,.. y así sucesivamente. Se pueden aplicar condiciones crecientes de severidad en la centrifugación y obtener una colección de sedimentos que corresponden sucesivamente a fracciones de partículas de diferente tamaño y/o densidad.

Ultracentrifugación o Centrifugación por Gradiente de Densidad

Consiste en la separación de las partículas en función de su densidad de flotación. La técnica no solo permite la separación de varios, si no todos, los componentes de la muestra, y también permite realizar medidas analíticas. La muestra se dispone por encima y se mezcla con un gradiente de densidad que contiene una concentración muy elevada de sacarosa o de cloruro de cesio, cuya densidad aumenta desde la zona superior a la inferior Al centrifugar cada componente subcelular se desplazará hacia arriba o hacia abajo hasta que alcance una posición en la que su densidad sea igual a la de su entorno

Ultracentrifugación

Como consecuencia se producirán una serie de bandas discretas, las más próximas al fondo del tubo contendrán las partículas con mayor densidad de flotación. Este método también se conoce como equilibrio en gradiente de densidad Se emplean diferentes sustancias para conseguir los gradientes de densidad, como son sacarosa, percol, cloruro de cesio.

Purificación y separación de ácidos nucleicos

(AN)El ARN es el ácido nucleico más abundante en la célula, y puede purificarse fácilmente. Existen diversos métodos para extraer los ácidos nucleicos.Ejemplo: Para el análisis de PCR (Reacción en cadena de polimerasa, es necesario hacer una extracción previa del AN en cuestión

Primer paso: Lisis celular para liberar los ácidos nucleicos(buffer de lisis: tiosulfato de guanidina) Segundo paso: Purificar los AN para separarlos y aislarlos(mediante lavados con pH y concentración óptimas)Tercer paso: Usar una sustancia especial. Ej Silica Magnética donde los AN se van a adherirCuarto Paso: Queda complejo silica magnética-AN Quinto paso: Separar la silica magnética con procesos especiales magnetizados y dejar libre y purificados los ácidos nucleicos.

Aplicación de la técnica de PCR: permite amplificar más de un millón de veces un ADN obtenido a partir de una región seleccionada del genoma, siempre y cuando se conozca una parte de su secuencia de nucleótidos

Aplicaciones de la PCR

En investigación: Una aplicación de la PCR de extrema importancia es la clonación de secuencias de ADN en vectores

En medicina: Permite el genotipificar la especie o especies que provocan un determinado cuadro infeccioso.

La PCR también se puede usar en revisiones médicas rutinarias, como en los servicios de donantes de sangre, para test de rutina. A través de esta técnica se pueden detectar infecciones peligrosas en el donante (como VIH o Hepatitis B) El diagnóstico de enfermedades hereditarias presentes en el genoma

Otros: Los campos de la paleontología, antropología biológica y la medicina y antropología forense

La Célula: Generalidades

Es la unidad estructural y funcional básica de todos los organismos pluricelulares, representada por la mínima porción de protoplasma (protos: primero; plasma lo formado) que posee existencia independiente. La célula incluye el núcleo (nucleoplasma) y el protoplasma circundante (citoplasma), rodeada en su totalidad por una membrana muy delgada de protoplasma especializado, la membrana celular o plasmalema. El núcleoplasma se encuentra separado del citoplasma por una membrana de protoplasma especializado, la membrana nuclear o nucleolema. Contiene las organelas, unidades de protoplasma especializado con funciones celulares específicas, y las inclusiones.El resto del citoplasma que rodea las organelas e inclusiones es poco estructurado, se denomina citosol.

Organelas: órganos internos pequeños de la célula, con funciones especificas

Inclusiones: son prescindibles y a menudo son componentes temporarios.

Características fisiológicas de las células:

Absorción: capacidad celular de captar sustancias del medio circundante.

Secreción: capacidad de transformar moléculas absorbidas en un producto específico que luego es eliminado (secreción).

Excreción: capacidad de descartar los productos de desecho formados por sus procesos metabólicos.

Respiración: capacidad de producir energía mediante la utilización del oxígeno absorbido en la oxidación de los nutrientes.

Irritabilidad: capacidad de la célula de reaccionar ante un estímulo.

Conductividad: capacidad de transmitir los efectos de la estimulación hacia otras partes de la célula y hacia otras células.

Contractilidad: capacidad de la célula de acortarse en una dirección determinada, como reacción a un estímulo.

Reproducción: capacidad de generar células nuevas por partición de las ya existentes (división celular)

Componentes químicos de las células:

Entre 70 – 80% de las células esta compuesto por agua. El peso seco restante esta compuesto de la siguientes moléculas

Componentes Inorgánicos: Iones: sodio, potasio y calcio

Componentes Orgánicos: Proteínas Hidratos de carbono Lípidos Ácidos nucleicos Contiene las organelas y las inclusiones en una matriz citoplasmática (citosol).

Las membranas intracelulares aumentan la superficie de la célula y delimitan compartimientos.

Las organelas se clasifican en:

Organelas membranosas: poseen membranas plasmáticas que separan el medio interno de la organela del citoplasma circundante.

Organelas no membranosas: carecen de membrana plasmática.

Citoplasma

MEMBRANA PLASMÁTICA

Es una estructura de lípidos en doble capa (bicapa lipídica) que forma el límite de la célula y los límites de muchas organelas intracelulares. Puede verse con el microscopio

Organelas no membranosas:

Microtúbulos

Filamentos

Centríolos

Ribosomas

Organelas membranosas: Membrana plasmática

Retículo endoplasmático de superficie rugosa (rER)

Retículo endoplasmático de superficie lisa (sER)

Aparato de Golgi Endosomas Lisosomas

Vesículas de transporte Mitocondrias Peroxisomas

electrónico de transmisión. El espesor total es de aproximadamente 8-10 nm. Compuesta por lípidos anfipáticos (fosfolípidos, colesterol) y proteínas.

Su organización molecular consiste en el modelo del mosaico fluido modificado.

Las proteínas integrales de la membrana desempeñan funciones importantes en el metabolismo, la regulación y la integración de las células.

De acuerdo a su función existen 6 categorías de proteínas de membrana: Bombas, canales, receptores, ligadores, enzimas y proteínas estructurales

Difusión simple:

Pequeñas moléculas como oxigeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Por gradiente de concentración.

CANALES

Permiten el paso de iones y moléculas a través de la membrana plasmática en ambas direcciones, el pasaje siempre es pasivo y se denomina difusión facilitada.

BOMBAS Transportan activamente ciertos iones (Ej:Sodio) o precursores metabólicos como aminoácidos y azucares, a través de la membrana.

PROTEÍNAS RECEPTORAS

Permiten el reconocimiento y la fijación localizada de sustancias a la superficie externa de la membrana plasmática en procesos como la estimulación hormonal, reacciones inmunológicas.

TRANSDUCTORES

Participan en el acoplamiento de los receptores de membranas a enzimas citoplasmáticas después de su fijación a un ligando.

ENZIMAS

En particular las adenosintrifosfatasas,con funciones especificas en el transporte por bomba de los iones.

PROTEÍNAS ESTRUCTURALES

Toda sustancia que entra o sale de la célula debe atravesar la barrera de la membrana plasmática.

Difusión pasiva (según el gradiente de concentración). Transporte activo (en contra del gradiente). Vesículas de Transporte.

Transporte vesicular

Proceso que comprende cambios conformacionales de la membrana plasmática en sitios específicos y la ulterior formación de vesículas desde la membrana o la fusión de vesículas con ésta.

Endocitosis: proceso de transporte vesicular en el cual la sustancia entra en la célula.

Exocitosis: proceso inverso, esdecir, el transporte vesicular en el cual las sustancias abandonan la célula.

Endocitosis La captación de líquido y macromoléculas durante la endocitosis depende de tres mecanismos diferentes:

1.-Pinocitosis: Incorporación inespecífica de líquido y pequeñas moléculas proteicas a través de vesículas de tamaño reducido.

2-Fagocitosis: Incorporación de partículas grandes como bacterias, detritos celulares y otros materiales extraños. Proceso no selectivo Forma vesículas grandes llamados fagosomas. Células especializadas del sistema fagocítico mononuclear.

3.- Endocitosis mediada por receptores: -Permite la entrada selectiva de moléculas específicas en la célula

-Los receptores de carga reconocen y fijan las moléculas específicas que entran en contacto con la membrana plasmática -Las regiones específicas se convierten en fositas cubiertas -Las moléculas de clatrina forman una especie de jaula similar a un cesto que contribuye a cambiar la forma de la membrana plasmática para que se produzca una invaginación -El resultado de la endocitosis mediada por receptores se conoce como vesícula cubierta

Exocitosis

Existen 2 mecanismos generales:

1.- Mecanismo Constitutivo: las sustancias destinadas a la exportación son enviadas en forma continua hacia la membrana plasmática en vesículas de transporte

2.- Mecanismo de secreción regulada: células especializadas como las endocrinas, exocrinas y las neuronas concentran las proteínas de secreción y las almacenan temporalmente en vesículas secretoras dentro del citoplasma, hasta que halla un estímulo hormonal o nervioso para la secreción de las mismas

Endosomas: Son órganelas membranosas que están relacionados con todos los mecanismos endocíticos. Se consideran organelas citoplasmáticas estables o estructuras temporarias formadas como consecuencia de la endocitosis.

Endosomas tempranos: (precoces, iniciales) restringidos a una región del citoplasma cercana a la membrana celular en la que se fusionan las vesículas originadas en esa membrana.

Endosomas tardíos: (avanzados, finales o prelisosomas). Las vesículas que viajan hacia estructuras más profundas del citoplasma que luego se convertirán en lisosomas.

Lisosomas: son organelas digestivas ricas en enzimas hidrolíticas: proteasas, nucleasas, glucosidasas, lipasas y fosfolipasas en solución ácida; las enzimas necesitan esta solución ácida para un funcionamiento óptimo. Tienen a su cargo la degradación de las macromoléculas

derivadas de los mecanismos endocíticos, así como de la célula misma en un proceso llamado: autofagia Poseen una membrana singular que es resistente a la digestión hidrolítica que ocurre en su luz. Los lisosomas de algunas células son visibles al microscopio óptico por su cantidad, su tamaño y su contenido.

Mecanismos que suministran material para la digestión intracelular en los lisosomas

1.- Partículas extracelulares grandes: bacterias, detritos celulares, materiales extraños ingresan por fagocitosis. El fagosoma se fusiona con el lisosoma y se forma un fagolisosoma.

2.- Partículas Extracelulares pequeñas: proteínas extracelulares, proteínas de membrana, complejos ligando-receptor ingresan por pinocitosis y endocitosis.

3.- Partículas Intracelulares: orgánulos enteros, proteínas citoplasmáticas y otros componentes celulares son aisladas del citosol por membranas del retículo endoplasmático, transportadas hacia los lisosomas y degradadas por el proceso de autofagia

Organelas Membranosas: Retículo Endoplasmático Rugoso (rER)

Retículo Endoplasmático es un sistema de sacos limitados por membrana que forman una red anastomosada de túbulos o bolsas aplanadas ramificados llamados cisternas que tienen una disposición en paralelo.

El rER es la región del retículo endoplasmático asociada con ribosomas. Es el sitio donde se produce la síntesis proteica y la modificación de las proteínas neosintetizadas.La región citoplasmática donde se encuentra se tiñe intensamente con los colorantes básicos y se denomina ergastoplasma (imagen con el microscopio óptico del rER). La tinción basófila se debe a la presencia de RNA.

Los Ribosomas: Miden alrededor de 25 nm, son asiento de la síntesis celular de proteínas. Se encuentran libres en el citosol o unidos a las membranas. Los Ribosomas libres son el asiento de la síntesis de proteínas que se encuentran en el citosol y el núcleo celular, además de determinadas proteínas mitocondriales.

Los Ribosomas ligados a las membranas son el asiento de la síntesis de proteínas secretoras, es decir, proteínas que son secretadas por la célula, o de proteínas luminales, que permanecen localizadas en la luz de organelas citoplasmáticas. Ej: Aparato de Golgi

Las proteínas: son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos.

Los aminoácidos: son moléculas que presentan en su carbono central o asimétrico o α (alfa) un grupo amino (H2N-) y un grupo ácido (-COOH), un hidrógeno y un grupo radical que determinará cada tipo de aminoácido.

- Hay 20 tipos de aminoácidos distintos, con diferentes características: apolares, polares con carga y polares sin carga. A los polares les gusta el agua y los no polares la repelen

Endoplasmático Rugoso (rER)

La unión de un bajo número de aminoácidos da lugar a un péptido:

Oligopéptido: Número de aminoácidos = menos de 10.

Polipeptido : Número de aminoácidos = más de 10.

Proteina: Número de aminoácidos = más de 100. Las proteínas con una sola cadena polipeptídica se denominan proteínas monoméricas, mientras que las compuestas de más de una cadena polipeptídica se conocen como proteínas multiméricas.

Endoplasmático Liso (sER)

El sER es la región del retículo endoplasmático compuesta por cortos túbulos anastomosados que no está asociada con ribosomas. Es acidófilo por lo que se tiñe con la eosina.Es la principal organela que interviene en la desintoxicación y la conjugación de sustancias nocivas.En gónadas y corteza suprarrenal realizan la síntesis de hormonas esteroides. En el hígado destoxifican varios tipos de compuestos orgánicos como barbitúricos o etanol . La destoxificación tiene lugar por una serie de enzimas oxigenasas, entre las que se encuentra la citocromo P450 que dada su inespecificidad son capaces de destoxificar miles de compuestos hidrófobos transformándolos en hidrofilitos, más fáciles de excretar.

Liberación de glucosa a partir de glucosa 6-fosfato vía glucosa 6-fosfatasa.También secuestran los iones calcio (Ca2+) y lo liberan regularmente en algunas células (reticulo

sarcoplasmatico de las celulas musculares). Tiene como función la síntesis de lípidos.

Aparato de Golgi

Organela membranosa compuesta de múltiples cisternas aplanadas que se ocupan de modificar, clasificar y empaquetar proteínas y lípidos para su transporte intracelular y extracelular. Esta bien desarrollado en las células secretoras y no se tiñe con H-E (zona paranuclear no teñida). Está polarizado morfológica y funcionalmente, en una cara formadora ubicada más cerca del rER (red cis-Golgi) y una cara madurativa más alejada del rER (red trans-Golgi).

Mitocondrias

Organelas que proveen la mayor parte de la energía a la célula al producir adenosintrifosfato (ATP) .Se encuentran en todas las células excepto en los glóbulos rojos y los queratinocitos terminales. Tienen forma de grano, bastón o filamento (1-10 µm). Presentan una distribución uniforme dentro del citoplasma, pero pueden cambiar de ubicación y sufrir modificaciones temporales en su forma.

En su superficie interna se presentan los corpúsculos elementales (10 nm de diámetro) que contienen complejos proteicos con actividad ATP-sintetasa. También se encuentran las proteínas transportadoras, principalmente los citocromos. Se ensamblan cinco complejos multiproteíco ( I, II, III, VI, e V) cuyo último paso es la es la reducción del O2 en agua y la producción de ATP.Es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato.Esta molécula actúa como dador de energía al ceder a la otra molécula uno de los grupos fosfatos de alta energía terminales.

Son más abundantes en las células que utilizan grandes cantidades de energía: células musculares estriadas y células que se ocupan del transporte de líquidos. Generan ATP en diversos mecanismos metabólicos: fosforilación oxidativa, el ciclo del ácido cítrico y la β-oxidación de los ácidos grasos. (RESPIRACIÓN CELULAR)

Perciben el estrés celular y deciden si la célula vive o muere mediante el inicio de la apoptosis

Peroxisomas (Microcuerpos)

Organelas limitadas por membrana simple que contienen enzimas oxidativas: catalasas y otras peroxidasas. Todas las enzimas oxidativas generan peróxido de hidrógeno (H2O2) agua oxigenada altamente tóxico. La catalasa regula con precisión el contenido celular de (H2O2) y lo degrada para proteger la célula

En los hepatocitos tienen a su cargo la desintoxicación del alcohol ingerido mediante su conversión en acetaldehído Otra función importante es la β-oxidación de los ácidos grasos Se encuentran en la mayor parte de los tipos celulares (aunque predominan en las células hepáticas y renales) La

cantidad de peroxisomas que hay en una célula aumenta en respuesta a la dieta, a fármacos y a la estimulación hormonal. Síndrome de Zellweger enfermedad hereditaria donde los peroxisomas pierden su capacidad de funcionar porque carecen de enzimas necesarias.